DE2443734A1

DE2443734A1 - Drahtwickelvorrichtung

Info

Publication number: DE2443734A1
Application number: DE19742443734
Authority: DE
Inventors: Carlos Mulleman
Original assignee: Bekaert NV SA
Current assignee: Bekaert NV SA
Priority date: 1973-09-24
Filing date: 1974-09-12
Publication date: 1975-06-26
Also published as: FR2244695A1; IT1019343B; NL7411761A; GB1436248A; FR2244695B1; FI267774A; BR7407901D0; ES430245A1; BE820126A; JPS5058559A; US3967787A

Description

Patentanwälte DlpWng. R. BEETZ sen. Dtpl-Ing. K. LAMPRECMT

Dr.-Ing. R. BEETZ Jr. • MQ η oh*n 22, Stelrwdorf.tr. 1·

567-23.195P(23.196H) 12. 9. 1974

N. V. BEKAERT S. A., Zwevegem (Belgien)

Drahtwickelvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Drahtwickelvorrichtung mit einem Träger für eine Spule mit Flanschen, der um die Spulenachse drehbar ist, mit einer Drahtführung zum Hin- und Her-Querbewegen des Drahtes in Längsrichtung der Spule während des Betriebs und mit zwei Endfühlern zum automatischen Umkehren der Richtung der Führung am Ende jeder Querbewegung, deren jeder durch eine zugehörige Stelleinrichtung bezüglich der Lage des zugehörigen Flansches einstellbar ist.

Bei der praktischen Anwendung wurde gefunden, daß der Flan-

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schenabstand verschiedener Spulen unterschiedlich ist und daß der Flanschenabstand der gleichen Spule wegen z. B. falscher Handhabung der Spule schwanken kann. Weiter kann es nicht stets erreicht werden, daß verschiedene Spulen in genau der gleichen Lage durch die gleiche Vorrichtung gehalten werden. Wegen dieser Gegebenheiten kann eine Spule zufriedenstellend mit den Endfühlern in einer Lage gewickelt sein, während eine andere Spule eine Ansammlung oder eine Verarmung von Draht (wie weiter unten erläutert) nahe einem oder beiden Flanschen mit den Endfühlern in genau derselben Lage aufweist.

Um reproduzierbare gleichmäßige Windungen oder Wicklungen zu erhalten, wurde eine Vorrichtung mit Detektoren zum Erfassen von Ansammlungen oder Verarmungen von Draht nahe den Flanschen einer Spule gebaut. Wenn eine Ansammlung nahe einem Flansch erfaßt wird, wird ein Servo- oder Stellmotor betätigt, um den diesem Flansch zugehörigen Endfühler auf den anderen Endfühler um einen festen Abstand zuzubewegen, wodurch die Querbewegung der Drahtführung abnimmt. Wenn eine Verarmung nahe einem Flansch festgestellt wird, wird der Stellmotor betätigt, um den diesem Flansch zugehörigen Endfühler von dem anderen Endfühler um den gleichen festen Betrag wegzubewegen .

Verschiedene Einrichtungen werden zum Feststellen verwendet, ob eine Abnahme oder eine Zunahme der Querbewegung der Drahtführung notwendig ist. Eine dieser Einrichtungen erfaßt direkt eine Ansammlung oder eine Verarmung durch Fühlen oder Abtasten des Winkels zwischen zwei jeweils Rollen tragenden Armen, die auf der Oberseite des Drahtes auf der Spule laufen, und zwar eine nahe dem

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Flansch und die andere mit Abstand davon. Eine andere Einrichtung erfaßt direkt eine Ansammlung oder eine Verarmung durch z. B. fotoelektrisches Fühlen eines Anstiegs oder eines Abfalls im Bewegungsweg des Drahtes, wenn er sich jedem Flansch annähert, oder durch Fühlen von Wechseln der Spannung des Drahtes, wenn er sich den Flanschen annähert. Keine dieser bisher angegebenen Detektoren konnte sich befriedigend mit einer oft auftretenden Erscheinung befassen, bei.der sowohl eine Ansammlung als auch eine Verarmung von Draht nahe beieinander neben einem Flansch auftritt. Bei einer solchen Erscheinung kann ein indirekt erfassender Detektor z. B. keine Verarmung erfassen, die unmittelbar neben dem Flansch und unmittelbar' außerhalb einer Ansammlung auftritt, insbesondere dann, wenn der zugehörige Endfühler laufend gegenüber einer Stelle zwischen der Verarmung und der Ansammlung ausgerichtet wird. In ähnlicher Weise kann ein Direkt-Detektor unter den genannten Umständen auf die Verarmung reagieren, während es vorteilhafter wäre, auf die Ansammlung zu reagieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine diesen Nachteil überwindende DrahtwickelvorricMung zu schaffen, die insbesondere Ansammlungen und Verarmudngen von Draht beseitigt.

Um diese Nachteile zu überwinden, wird für jeden Endfühler eine nachstellende Stelleinrichtung verwendet, wobei die Stellsignale zum Verkleinern oder Vergrößern der .Querbewegung der Drahtführung von anderen Signalarten abgeleitet werden, statt einfach durch das Erfassen einer Ansammlung bzw. einer Verarmung. Darüber hinaus benötigt die Stelleinrichtung gemäß der Erfindung lediglich einen Detektor für Ansammlungen, jedoch keinen für Verarmungen.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stelleinrichtung enthält:

einen Detektor für eine Ansammlung von Draht nahe dem zugehörigen Flansch der Spule,

einen mit dem Ausgang eines der beiden Endfühler verbundenen ersten Schrittmotor zum Querbewegen des entsprechenden Endfühlers weg von dem anderen Endfühler um einen ersten Abstand nach jeder Betätigung des ersten Endfühlers, und

einen mit dem Ausgang des Detektors verbundenen zweiten Schrittmotor zum Querbewegen des zugehörigen Endfühlers auf den anderen Endfühler zu um einen gegenüber dem ersten Abstand größeren zweiten Abstand aufgrund einer erfaßten Ansammlung.

Das Signal zum Auslösen der Bewegung des ersten Schrittmotors eine gegebene Zeit nach Betätigung des ersten Endfühlers kann von diesem Endfühler selbst erhalten werden durch Vorsehen einer Zeitverzögerung sschaltung über die gegebene Zeit. Aber vorzugsweise wird dieses Signal von dem anderen Endfühler, der immer nach dem Betätigen des ersten Endschalters oder -fühlers betätigt wird, so abgeleitet, daß keine Zeitverzögerungsschaltung notwendig ist. Deshalb ist vorzugsweise der erste Schrittmotor mit dem Ausgangssignal des anderen Endfühlers verbunden zum Betätigen des ersten Schrittmotors aufgrund jeder Betätigung des anderen Endfühlers.

Beim Betrieb erzielt eine derartige Vorrichtung eine wesentlich gleichmäßigere Verteilung als bisher. Ihr Prinzip beruht darauf, daß in den meisten Fällen fortlaufende Ansammlungen neben jedem Spulen-

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flansch erzeugt werden, und daß jede derartige Ansammlung beim Erreichen einer gewissen Größe beseitigt oder ausgeglichen wird.

Vorzugsweise ist der zweite Abstand 3- bis 20mal größer als der erste Abstand; noch-vorteilhafter ist er 5- bis lOmal größer.

Die von den Endfühlern überstrichenen oder durchfahrenen Abstände sind vorzugsweise durch Speiseimpulse unterschiedlicher Länge oder Dauer an mit den Endfühlern verbundenen Servo- oder Stellmotoren steuerbar. In jeder Stelleinrichtung einer derartigen Anordnung werden der erste und der zweite Schrittmotor von dem gleichen Stellmotor, der Speiseimpulse von zwei Speiseimpulsgeneratoren empfangen soll, wobei der erste Impulse mit gegenüber dem zweiten unterschiedlicher Länge abgeben soll, und zur Bewegung in entgegengesetzte Richtung gebildet.

Bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem das Signal zum Auslösen der Bewegung des ersten Schrittmotors von dem anderen Endfühler erhalten wird, enthält ein derartiger anderer Endfühler einen Schalter zum Abgeben einer Spannungsstufe oder eines Spannungssprungs bei Betätigung des anderen Fühlers und ein Differenzierglied zum Umsetzen oder Umformen des SpannungsSprungs in einen Speiseimpuls.

Der Detektor einer Ansammlung neben jedem Flansch kann eine mit einem Potentiometer verbundene lose Rolle aufweisen. Wenn der Draht auf die Spule geführt wird, nimmt die innere Spannung plötzlich zu, wenn der Draht auf eine Ansammlung geführt wird. Diese Spannung verursacht eine plötzliche Neigung der losen Rolle. Dadurch wird vom Potentiometer ein Pilot- oder Leitimpuls übertragen, der.

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einem als Zeitschalter ausgebildeten Signal generator zugeführt wird. Beim Empfang eines derartigen Leitimpulses überträgt der Signalgenerator einen Impuls bestimmter Dauer zu einem Stellmotor, der den der Ansammlung zugehörigen Endfühler zum anderen Ende bzw. Endschalter um einen bestimmten Abstand bewegt .

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch perspektivisch die. erfindungsgemäße Vorrichtung ,

Fig. 2 eine Schnittansicht der Fig. 1,

Fig. 3 a und 3b eine Ansammlung bzw. eine Verarmung von Draht nahe einem Spulenflansch,

Fig. 4 sehematisch ein Schaltbild der Vorrichtung.

In den Fig. 1 und 2 wird ein Draht 1 von einer (nicht dargestellten) Drahtziehmaschine über eine lose Rolle 2 und eine Rolle 3 auf eine Spule 4 geführt, die auf einer Drehachse 7 befestigt ist. Die Rolle 3 bildet einen Teil einer Führung, die eine Plattform 8 enthält. Die Führung bewegt sich im Betrieb quer entlang Stäben 5 und 6 hin und her zwischen zwei als Endanschläge oder Endschalter 16 und 19 ausgebildete Endfühler. Die Plattform 8 ist mit einem Treibriemen 9 verbunden, der über Riemenscheiben 10 und 11 führt. Die Riemenscheibe 10 ist mit einem Reversier- oder Umkehrmotor 12 verbunden, der mit den Endschaltern 16 und 19 verbunden ist, so daß die

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Drehrichtung des Umkehrmotors 12 am Ende jeder Querbewegung umgekehrt (oder reversiert) wird.

Drei Steuerplatten 13, 14 und 15 sind auf der Plattform 8 befestigt. Die Steuerplatte 13 ist zur Betätigung des Endschalters 16 am Ende jeder Links-Quer bewegung und die Steuerplatte· 15 ist zur Betätigung des Endschalters 19 am Ende jeder Rechts-Querbewegung angeordnet .

Die Endschalter 16. und 19 werden von Halterungen 24 bzw. 25 schwebend gehalten. Gewindespindeln 22 und 23 treten durch beide Halterungen 24 und 25, und durch Drehen der Spindel 22 kann die Halterung 24 und durch Drehen der Spindel 23 di'e Halterung 25 bewegt werden. Ein Servo- oder Stellmotor 26 ist an der Spindel 22 und ein Servo- oder Stellmotor 27 an der Spindel 23 befestigt. Endschalter 17 und 18 sind an den Halterungen 24 bzw. 25 schwebend befestigt und so an die Stellmotoren 26 und 27 angeschlossen, daß bei Betätigung des Endschalters 18 ein Impuls bestimmter Dauer zum Stellmotor 26 übertragen wird, wodurch die Halterung 24 sich von der Halterung 25 um einen ersten bestimmten Abstand wegbewegt. In gleicher Weise wird bei Betätigung des Endschalters 17 durch die Plattform 8 ein Impuls bestimmter Dauer zum Stellmotor 27 übertragen, wodurch die Halterung 25 sich von der Halterung 24 um den gleichen bestimmten Abstand entfernt (wegbewegt).

Auf diese Weise bewegen sich bei fortschreitendem Wickelbetrieb die Endschalter weiter und weiter auseinander. Das kann möglicherweise zu einer Ansammlung von Draht führen (vgl. Fig. 3a), wenn die Endschalter weiter auseinander als erforderlich angeordnet sind.

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Wenn Draht auf die Ansammlung geführt wird, nimmt die Spannung im Draht 1 plötzlich zu, und ein Arm 28, an dem die lose Rolle 2 befestigt ist, neigt sich oder kippt um eine Achse 29. Der Arm 28 ist mit einem Potentiometer 30 verbunden und sobald sich die lose Rolle 2 neigt, wird ein Signal an einen Verstärker 32 abgegeben. Das Ausgangssignal des Verstärkers 32 betätigt ein Zeitglied 34, 35, das einen Impuls einer gegebenen Dauer überträgt. Damit nur der richtige Endschalter nach innen bewegt wird und nur Ansammlungen nahe den Flanschen 20 und 21 der Spule 4 kompensiert werden, sind Schalter 171 und 181 in der in Fig. 4 wiedergegebenen und weiter unten ausführlicher erläuterten Schaltung enthalten. Wenn eine Verarmung nahe einem Flansch 20, 21 entsteht (vgl. Fig. 3b) , bewegt sich die lose Rolle 2 nach oben, um die (mechanische) Spannungsverminderung aufzunehmen. Diese Bewegung erzeugt einen Impuls mit gegenüber dem beim Neigen des Arms 28 erzeugten Impuls entgegengesetzter Richtung, und der Verstärker 32 ist so vorgespannt, daß jede durch das Nach-oben-Gehen des Arms 28 erzeugte elektrische Spannungsänderung nicht verstärkt wird.

Wie aus den Fig. 1 und 4 ersichtlich ist, hebt beim Annähern der Führung an das linke (äußere) Ende die Steuerplatte 14 den Endschalter 17. Der Endschalter 17 schließt Schalter 171 und 172. Wenn der Schalter 172 geschlossen ist, wird über einen Kondensator 39 ein Impuls abgegeben, der ein Zeitglied 37 anregt, das z.B. monostabil sein kann. Das Zeitglied 37 gibt einen Impuls bestimmter Dauer an den Stellmotor 27 ab, der sich zum Querbewegen der Halterung 25 nach rechts um einen ersten bestimmten Abstand dreht, z. B. um 1 mm bei einem Draht mit 0,5 mm Durchmesser. Das Schließen des Schalters 171 verbindet den Ausgang 33 des Verstärkers 32 mit

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dem Zeitglied 34. Wenn eine Ansammlung von Draht nahe dem Flansch 20 vorhanden ist, wird das von dem Potentiometer 30 erzeugte Signal über einen Kondensator 31 übertragen, vom Verstärker 32 verstärkt und zum Zeitglied 34 übertragen, der einen an den Stellmotor 26 abgegebenen Impuls erzeugt, um die Halterung 24 auf die Halterung 25 zu um einen zweiten Abstand quer zubeweg en, der größer als der erste Abstand ist, und der z.B. 8 - 10 mm im gleichen Fall des Drahtes mit 0,5 mm Durchmesser betragen kann. In gleicher Weise hebt, wenn die Führung auf das rechte (äußere) Ende zubewegt wird, die Steuerplatte 15 den Endschalter 18. Das schließt Schalter 181 und 182. Das Schließen des Schalters 181 verursacht die Abgabe eines Impulses an einen Kondensator 38 und betätigt ein Zeitglied 36, das einen Impuls an den Stellmotor 26 abgibt, um die Halterung 24 nach, außen um einen ersten Abstand, z. B. 1 mm zu bewegen. Das Schließen des Schalters 181 ermöglicht, daß der Ausgang 33 des Verstärkers 32 zu einem Zeitglied 35 übertragen wird. Auf diese Weise neigt sich der Arm 28, wenn eine Ansammlung nahe dem rechten Flansch 21 der Spule 4 besteht, und ein Impuls wird an das Zeitglied 35 abgegeben, das dann ein Signal an den Stellmotor 27 abgibt, um die Halterung 25 auf die Halterung 24 zu um den zweiten Abstand von z. B. 8 bis 10 mm quer zubeweg en.

Es ist festzustellen, daß eine Bewegung der Endschalter aufeinander zu nur möglich ist_T wenn entweder der Endschalter 17 oder der Endschalter 18 angehoben sind. Auf diese Weise bleiben, wenn sich der Arm 28 in Antwort auf eine nicht unmittelbar neben den Flanschen, 21 und 22 auftretende Unregelmäßigkeit zwischen den Flanschen 21 und 22 neigt, die Endschalter unbewegt oder unverändert.

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Wenn auc h jede Halterung zwei Endschalter trägt, muß jede nur einen Endschalter tragen, z.B. können die Endschalter 16 und 17 durch einen Endschalter ersetzt werden, der beim fortschreitenden Anheben anfangs die Schalter 171 und 172 betätigt und dann eine Lage zum Betätigen beider Schalter 171 und 172 einnimmt und eine Umkehr des Motors 12 auslöst. Es ist jedoch zweckmäßig, zwei Endschalter zu verwenden, da ihre relativen Lagen zueinander verändert werden können. Auf diese Weise wird bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung der Endschalter 17 nur angehoben, wenn sich die Führung in dem Abstand d gemäß Fig. 3 bewegt. Dieser Abstand d kann durch Wegbewegen des Endschalters 17 vom Endschalter 16 verändert werden, obwohl beide fest mit der Halterung 24 verbunden sind.

Während die Anordnung mit einer losen Rolle 2 zum Erfassen von Ansammlungen vorzuziehen ist, können auch andere Anordnungen verwendet werden, z. B. enthält eine andere brauchbare Anordnung eine erste kleine Rolle, die am freien Ende eines schwenkbaren Arms befestigt ist und sich an der Spule (Haspel) neben einem Flansch abstützt, und eine zweite kleine Rolle, die am freien Ende eines anderen schwenkbaren Arms in geringem Abstand vom Flansch befestigt ist. Ein Neigungswinkel eines Arms gegen dem anderen wird gemessen, und wenn er einen bestimmten Betrag übersteigt, wenn z. B. eine Ansammlung nahe einem Flansch auftritt, wird ein Signal abgegeben, das zum Betätigen eines Zeitglieds verwendet werden kann. Eine Ansammlung von Draht nahe einem Flansch kann auch durch eine fotoelektrische Einrichtung erfaßt werden.

Wenn auch die Endfühler beim bevorzugten Ausführungsbeispiel direkt von der Führung betätigt werden, können die Endfühler durch

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ζ. B. eine auf die Lage des Drahts reagierenden fotoelektrische Zelle oder durch eine pneumatische Schaltung betätigt werden. Die Führung selbst kann, wenn erforderlich, eine mit einem schraubenlinienförmigen Gewinde versehene Achse aufweisen, die in eine Richtung drehbar ist, um den Draht in eine Richtung zu verschieben, und in die andere Mchtung drehbar ist, um den Draht in die andere Richtung zu verschieben.

Es wurde festgestellt, daß für Drähte mit einem Durchmesser zwischen 0,3 und 0,6 mm gute Ergebnisse erhalten werden, wenn der erste Abstand, d. h. der Abstand, um den ein Endschalter von dem anderen Endschalter zwischen aufeinanderfolgenden Betätigungen des ersten Endschalters bewegt wird, zwischen 1/3 und 1/20 des zweiten Abstands (d. h. der Abstand, um den bei einer festgestellten Ansammlung bewegt wird), und vorzugsweise zwischen 1/3 und 1/10, liegt.

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Claims

Patentanwälte Dlpl.-ln^. R. ο .~: Zz. T Z sen. Dr.-ing. R. β ξ κ τ ζ jr. 567 -23.195Γ (?3. 196Η )-MeSl M Q η oh β η 22, Steinedorfeir. 10 : P 24 43 73^.1 it Neue Ansprüche

1. Drahtwickelvorrichtung mit einem Träger für eine Spule mit Flanschen, der um die Spulenachse drehbar ist, mit einer Drahtführung zum Hin- und Her-Querbewegen des Drahtes in Längsrichtung der Spule während des Betriebs und mit zwei Endfühlern zum automatischen Umkehren der Richtung der Führung am Ende jeder Querbewegung, deren jeder durch eine zugehörige Stelleinrichtung bezüglich der Lage des zugehörigen Flansches einstellbar ist,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Stelleinrichtung enthält:

einen Detektor für eine Ansammlung von Draht (l) nahe dem zügehörigen Flansch (20, 21) der Spule (4),

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schrittmotor mit dem Ausgang des anderen Endfühlers verbunden ist zum Betätigen des ersten Schrittmotors aufgrund jeder Betätigung des anderen Endfühlers.

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A\ j NAOHaERElCHT

3« Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abstand 3- bis 20-mal größer als der erste Abstand ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abstand 5- bis 10-mal größer als der erste Abstand ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schrittmotor und der zweite Schrittmotor von ein- und demselben Stellmotor (26, 27) zum Empfang von ·Speiseimpulsen von zwei Speiseimpulsgeneratoren, deren erster Impulse einer anderen Dauer als der zweite abgibt, und zur Bewegung in die entgegengesetzte Richtung gebildet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 5* dadurch gekennzeichnet, daß der andere Endfühler aufweist einen .Schalter (172, 182) zum Abgeben eines Spannungssprungs bei Betätigung des anderen Endfühlers, und ein Differenzierglied (36, 38, JJ, 39) zum Umformen des Spannungssprungs in einen Speiselmpuls.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor einer Ansammlung eine lose Rolle (2) an einem mit einem Potentiometer (30) verbundenen Arm (28) aufweist.

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