DE2301594A1

DE2301594A1 - Vorrichtung zum aufwickeln von draehten, litzen, seilen oder dergleichen

Info

Publication number: DE2301594A1
Application number: DE2301594A
Authority: DE
Inventors: Werner Henrich
Original assignee: HENRICH KG
Current assignee: HENRICH KG
Priority date: 1973-01-13
Filing date: 1973-01-13
Publication date: 1974-08-08
Also published as: IT1003193B; JPS49101774A; US4050640A

Description

Patentanwalt

Dipl.-Math. Siegfried Knefel * 3 (Π 5 9 4

633 Wetzlar

Wertherstraße 25 · Postfach

HENRICH KG, Maschinen für die Draht Industrie, 6349 Hörbach

Vorrichtung zum Aufwickeln von Drähten, Litzen, Seilen oder dergleichen

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Drähten, Litzen, Seilen oder dergleichen auf eine Spule.

Bei einer bekannten Vorrichtung ist die Spule drehbar gelagert und eine Drahtverlegevorrichtung bewegt sich längs der Spulenachse hin und her, so daß der Draht lagenweise auf den Kern der Spule zwischen dessen Plansche gelegt wird. Eine die Drahtspannung beim Aufwickeln abtastende Einrichtung, zum Beispiel eine Tänzerrolle, steuert hierbei die Winkelgeschwindigkeit der Spule, um zu verhindern, daß eine unebene Wickeloberfläche entsteht, und die Laufgeschwindigkeit des Drahtes bei voller werdender Spule größer wird, was eine Erhöhung der Drahtspannung bis zum Drahtbruch zur Folge hätte. Diese Aussteuerung wird dann schwierig, wenn der Draht mit extrem hohen Laufgeschwindigkeiten aufgewickelt wird. Sie wird dann unüberwindlich, wenn das Fassungsvermögen der Spule wesentlich größer als bisher ausgebildet wird - was die Erfindung anstrebt - weil dann die Spule und

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der aufgewickelte Draht zusammen eine zu große Masse haben. Außerdem tritt eine zu hohe Lagerbelastung auf und dadurch bedingt sind extrem hohe Wickelgeschwindigkeiten nicht erreichbar.

Spulen mit großem Passungsvermögen haben den Vorteil, daß sehr viel Draht auf sie gewickelt werden kann. Dies wirkt sich bei der Weiterverarbeitung des Drahtes im kontinuierlichen Betrieb günstig aus, indem bedeutend größere Drahtlängen zur Verfügung stehen und deshalb nicht mehr so häufig wie früher das Drahtende der einen Spule mit dem Drahtanfang einer neuen Spule zu verbinden ist. Diese Drahtverbindung stellt stets einen erheblichen Störfaktor bei der Weiterverarbeitung des Drahtes dar. Sie bringt auch eine Qualitätsminderung und häufig Ausschuß beim Zwischen- bzw. Endprodukt. Aber auch für die Ziehmaschinen ergeben sich Vorteile, indem jetzt lange Laufzeiten erreicht werden, so daß seltener eine volle gegen eine leere Spule ausgetauscht werden muß, was problematisch ist, wenn man die Ziehmaschine hierzu nicht stillsetzen will, bzw. bei kontinuierlichem Betrieb, wie zum Beispiel bei Doppelspulern, eine erhebliche Stör- und Versehleißquelle darstellt.

Eine andere Vorrichtung verwendet eine feststehende Spule und läßt um diese einen Flyer kreisen. Ein Flyer ist eine Anordnung von einer oder mehreren Rollen, die an einem entsprechenden Träger befestigt sind, über die der Draht geführt ist. Der Flyer bewegt sich derart um die Spule, daß der Draht lagenweise auf die Spule gewickelt wird. Ein solcher Flyer behält seine im Verhältnis zur Spule geringe Masse auch bei voller werdender Spule stets bei, so daß über

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ihn jederzeit eine feinfühlige Steuerung der Aufwickelgesohwindigkeit möglich ist. Bei extrem hohen Geschwindigkeiten tritt hier jedoch der Nachteil auf, daß die nunmehr auftretenden Zentrifugalkräfte für den Flyer zu groß werden, so daß "beispielsweise die zulässige Materialbeanspruchung überschritten wird und zum anderen die Lagerreihung in den Drahtführungsrollen so groß wird, daß die Rollen nicht mehr durch den daxüberlaufenden Draht mitgenommen werden und dieser schließlich reißt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, mit der der Draht bei extrem hoher Geschwindigkeit auf praktisch beliebig große Spulen aufgewickelt werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Draht, wie an sich bekannt, zum Aufwickeln mit Hilfe eines Flyers auf die Spule gewickelt wird und daß die Spule zusätzlich in entgegengesetzter Richtung zum Flyer gedreht wird.

Bei dieser Ausbildung wird sozusagen die Aufwickelgeschwindigkeit des Drahtes unterteilt, einmal auf den Flyer und zum anderen auf die Spule. Die Wahl der Winkelgeschwindigkeiten des Flyers und der Spule sind innerhalb der zulässigen Grenzen beliebig, beispielsweise können beide Winkelgeschwindigkeiten gleich groß sein.

Es ist bekannt, auf eine Spule mit Hilfe eines Flyers Litzen zu wickeln (US-PS 2 931 588). Bei dieser Vorrichtung ist auch die Spule drehbar, jedoch nur für Steuerzwecke. Die Spule wird hier zwecks Konstanthaltung der Wiekelgeschwindig-

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keit des Drahtes bei voller werdender Spule gleichsinnig mit dem Flyer gedreht, wobei diese Drehung der Spule beim Überschreiten einer bestimmten Drahtspannung entgegen einem in diesem lall hydraulisch aufgebrachten Moment vom Draht selbst bewirkt wird. Eine Aufteilung der Wickelgeschwindigkeit des Drahtes auf den Flyer und die Spule sieht die bekannte Einrichtung nicht vor; vielmehr rotiert der Flyer während des gesamten Wickelvorganges mit gleichhoher Winkelgeschwindigkeit, während die Spule laufend beschleunigt wird und ihre größte Drehzahl bei maximalem Gewicht erreicht, was äußerst ungünstig ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe läßt sich auch dadurch lösen, daß man wenigstens eine der FührungsroIlen des Flyers als Flügelrad ausbildet bzw. mit einem Propeller versieht. Diese Ausbildung bewirkt, daß die auf die Flügel treffende Luft bei sich drehendem Flyer den Führungsrollen ein zusätzliches Drehmoment erteilt. Hierdurch kann der Flyer mit einer Geschwindigkeit gedreht werden, welche bei Verwendung hochfester Materialien und geeigneter Konstruktion, in Bezug auf die Lagerreibung der Drahtführungsrollen, über die obengenannte Zentrifugalkraftgrenze hinausgeht.

Ein weiterer Vorteil dieser Ausbildung ist der, daß der Draht entlastet wird, weil dieser ohne Flügelräder oder Rollen mit Propeller allein den Antrieb der Rollen bewirken muß. Dies führt zu ungewollter Dehnung des Drahtes oder auch zu Drahtbrüchen, zumindest aber zu Verletzungen der Oberfläche des Drahtes, weil dieser dann über die Rollen rutscht.

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Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung kann der Flyer zum Zwecke der Drähtverlegung auf der Spule in axialer Richtung hin und her bewegbar sein. Die Umkehrpunkte für die Hin- und Herbewegung des Flyers sind vorteilhaft, wie an sich bekannt, selbsttätig einjustierbar, können jedoch auch von Hand eingestellt werden.

Die Regelung der Aufwickelgeschwindigkeit des Drahtes auf der Spule kann bei der erfindungsgemäßen Ausbildung durch Regulierung der Winkelgeschwindigkeit des Flyers und/oder der Spule erfolgen. Die Aufteilung der Wickelgeschwindigkeit auf den Flyer und die Spule gemäß der Erfindung gibt hier die Toiraussetzung, unterschiedliche Steuermöglichkeiten zur Konstanthaltung der Drahtspannung und für die Erzielung gleichmäßiger Drahtlagen auf der Spule gemeinsam oder auch getrennt voneinander anzuwenden, was bisher nicht möglich war, wobei in jedem Fall mit zunehmender Füllung eine Drehzahlverringerung mit dem Vorteil einer längeren lagerlebensdauer und einer geringeren Antriebsbelastung stattfindet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Spule auf einem in die Torrichtung fahrbaren Wagen angeordnet. Hierdurch wird das Auswechseln der vollen Spule gegen eine leere Spule erleichtert, indem der Wagen mit der fertig aufgesetzten leeren Spule nur in die Torrichtung zu schieben ist. Der Wagen kann gleichzeitig zum Transport der vollen Spule verwendet werden. Damit beim Einfahren eines neuen Wagens mit leerer Spule in die Torrichtung diese zum Flyer ausgerichtet ist, sind zweckmäßig Justiermittel für den Wagen und/oder die Spule vorgesehen und ferner Kupplungsmittel für den Antrieb der Spule.

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Schließlich kann die Spule teilbar ausgebildet sein, so daß der aufgewickelte Draht vom Kern der Spule als Gebinde abnehmbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird vorteilhaft in Verbindung mit einer Drahtziehmaschine eingesetzt, da die heutigen Drahtziehmaschinen, die Ziehwerkzeuge und auch die DrahtQualitäten so weit entwickelt sind, daß von daher die Voraussetzungen für lange Laufzeiten bei großen Arbeitsgeschwindigkeiten gegeben sind. Eine Darstellung dieser hohen Arbeitsleistungen war jedoch mit den bisher bekannten Wickelsystemen nicht möglich. Die Aufwickelvorrichtung der Erfindung ist in der Lage, große Wickelgewichte und damit lange Laufzeiten bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten zu erzielen und somit eine Kapazitätsausnutzung entsprechender Drahtziehmaschinen zu ermöglichen.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll jedoch nicht nur auf die Kombination mit einer Drahtziehmaschine beschränkt sein; sie kann auch mit jedem anderen Aggregat, wie zum Beispiel Walzanlage, Galvanisieranlage, Extrudieranlage und dergleichen kombiniert werden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Aufwickelvorrichtung;

Fig. 2 die Ansicht der Aufwickelvorrichtung in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1 in Verbindung mit einer Drahtziehmaschine j

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Fig. 3 die Draufsicht auf eine Führungsrolle des Flyers; Fig. 4 die Seitenansicht der Fig. 3«

Gemäß den Fig. 1 und 2 wird in einer Ziehmaschine 1 der Draht 2 mittels angetriebener Rollen 4 durch Ziehsteine 3 gezogen und direkt bzw. nach weiterer Behandlung, zum Beispiel Glühen, einer Aufwickelvorrichtung 101 zugeführt. Der Draht läuft hierzu über eine am Gehäuse 120 der Aufwickelvorrichtung angeordnete Rolle 11 und wird von dieser in die Drehachse A-A eines aus einem Rahmen 23 mit drehbar an ihm befestigten Führungsrollen 4, 5, 6 bestehenden Flyers geführt. Die Drehachse liegt bei diesem Ausführungsbeispiel horizontal. Sie kann mit demselben Erfolg auch vertikal liegend angeordnet sein. Der Draht umläuft die Führungsrollen 4, 5, 6 und wird bei Drehung des Flyers um die Achse A-A durch die Rolle 6 zwischen die Flansche 21 und 22 einer Spule 20 gelegt. Die Drehung erhält der Flyer beispielsweise über ein mit der Drahtziehmaschine verbundenes regelbares Getriebe 24» das über einen Riemen 19 eine Profilwelle 13 antreibt. Es kann aber auch ein gesonderter Antrieb für den Flyer vorgesehen sein. Ein den Flyer tragender Rahmen 12 ist längs Führungsstangen 15 und 16 bewegbar. Die Bewegung wird beispielsweise durch eine Stange 17 auf den Rahmen 12 übertragen. Die Stange 17 wird mechanisch, hydraulisch oder dergleichen verschoben, und zwar derart, daß die Rolle 6 des Flyers den Draht lagenweise zwischen die Flansche 21 und 22 der Spule 20 legt.

Die Spule 20 ist auf einer Welle 60 angeordnet und mittels Konen 108 und 110 gespannt. Die Welle 60 ist in der Lager-

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stelle 59 drehbar gelagert. Der Antrieb der Spule 20 erfolgt mit Hilfe eines Motors 61 über Zahnräder 64, 65, von denen das Zahnrad 65 mit der Welle 60 fest verbunden ist. Die Spule 20 dreht sich in entgegengesetzter Richtung zum Flyer. Diese lagerung und der Antrieb der Spule 20 sind nicht zwingend. Insbesondere kann es unter Umständen vorteilhaft sein, die Antriebsmittel des Flyers und die der Spule zu kuppeln bzw. die Drehbewegung der Spule von der des Flyers abzuleiten oder umgekehrt, damit beide Teile mit einander angepaßten Geschwindigkeiten laufen. Anstelle eines separaten Antriebes kann dieser a.uch von kombinierten Aggregaten, zum Beispiel der Ziehmaschine 1, hergeleitet werden. Im Falle einer Drehzahlsteuerung bzw. -regelung der Spule ist im Antrieb für die Spule ein regelbares Glied, zum Beispiel Regelgetriebe oder regelbarer Motor vorgesehen. Bei gekuppelten Antriebsmitteln für Flyer und Spule bzw. wenn die beiden Drehbewegungen voneinander abgeleitet werden, ist für die Drehzahlregulierung bzw. -steuerung des Flyers und der Spule nur ein gemeinsames regelbares Antriebsglied erforderlich.

Zwei Endschalter 30 und 32, auf die beispielsweise ein Nocken 44 des Rahmens 12 bei der axialen Bewegung des Flyers trifft, kehren dessen Bewegungsrichtung jedesmal um. Die Lage der Endschalter 30 und 32 ist beispielsweise mit Hilfe zweier Elektromotore 40 und 41, welche auf Spindeln 42, 43 wirken, oder von Hand verstellbar, so daß der Draht exakt bis an die Flansche 21 und 22 gelegt wird und hier keine Berge und Täler entstehen. Die Steuerung der Motore 40, 41 sowie die Steuerung der Winkelgeschwindigkeiten des Flyers und/oder der Spule 20 zum Konstanthalten der Wickelgeschwindigkeit des Drahtes bei voller werdender

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Spule oder zwecks Vermeidung einer unebenen Wickeloberfläche beim Aufwickeln des Drahtes auf die Spule wird durch eine Fadenspannungssteuerung bzw. -regelung ausgelöst, welche vor der Rolle 11 angeordnet ist. Der Draht 2 läuft hierzu über eine Rolle 33. Die Rolle 33 ist an einem um einen Zapfen 35 schwenkbaren und mit einem Gewicht 36 belasteten Hebel 34 angeordnet. Wird die Drahtspannung größer, weil beispielsweise die Spule voller geworden ist oder der Draht a.uf eine Drahtanhäufung auf der Spule läuft, dann wird die Rolle 33 in Richtung des Pfeiles 7 nach unten gezogen. Ein am Hebel 34 befestigter elektrischer Kontakt 8 streicht dann beispielsweise über einen Rheostaten, der dann die Winkelgeschwindigkeit der Spule 20 und/oder des Flyers mindert. Läßt die Drahtspannung nach, weil beispielsweise der Draht in ein Tal auf der Spule 20 einläuft, dann bewegt sich die Rolle 33 in Richtung des Pfeiles 10, und der umgekehrte Vorgang findet statt. In vielen Fällen reicht es auch aus, wenn zum Zwecke der DrahtSpannungskonstanthaltung nur eine Drehzahlreduzierung, d.h. eine Abwärtssteuerung der Drehzahl, ausgelöst durch eine Drahtspannungserhöhung, erfolgt.

Damit sich bei den auftretenden Zentrifugalkräften die Führungsrollen 5 und 6 in ihren Lagern nicht verklemmen, tragen sie, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt worden ist, angestellte Flügel 65 bzw. einen Propeller (nicht dargestellt), gegen die bei der Drehung des Flyers die Luft trifft. Hierdurch wird den Rollen 5 und 6 eine zusätzliche Drehbewegung erteilt.

Die Flügel können anstellbar sein, um ein mehr oder minder großes zusätzliches Drehmoment durch die auftreffende Luft zu erhalten.

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Die Ausbildung der Rollen 5 und 6 als Flügelräder kann die vorgesehene Drehungsmöglichkeit der Spule 20 ersetzen. Die Ausbildung kann aber auch zusätzlich zu dieser Drehungsmöglichkeit vorgesehen sein, besonders dann, wenn die Wikkelgeschwindigkeit extrem groß ist.

Die Spule 20 ist auf einem Wagen 104 angeordnet. Im Gehäuse 120 der Aufwickelvorrichtung ist eine Öffnung 102 vorgesehen, in die ein Schild 103 des auf Rollen 105 laufenden Wagens 104 paßt. Das Schild 103 trägt einen Griff 106, mit dem der Wagen aus der Öffnung 102 herausgezogen werden kann oder in diese hineingeschoben werden kann. Das Schild 103 trägt eine Verstärkungsplatte 107, an der ein in den Xagerkern 60 auslaufender Aufnahmezapfen 108 drehbar angeordnet ist. Mit Hilfe einer Mutter 111 wird die Spule 20 auf den beiden Konen 108 und 110 gespannt. Auf der Grundplatte 45 der Aufwickelvorrichtung sind Führungen 46 angeordnet, die den Wagen in Bezug auf den Flyer ausrichten. In der Endstellung wird der Wagen 104 in den drei Koordinatenrichtungen exakt ausgerichtet, indem er durch nicht dargestellte Mittel beispielsweise auf konische Bolzen gezogen und arretiert wird.

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Claims

Patentansprücbe

1. Vorrichtung zum Aufwickeln von Drähten, Litzen, Seilen oder dergleichen auf eine Spule, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (2) mit Hilfe eines Flyers (4, "5, 6, 25) auf die Spule (20) gewickelt wird und die Spule (20) hierbei in entgegengesetzter Richtung zum Flyer (4, 5, 6, 23) gedreht wird.

2. Vorrichtung zum Aufwickeln von Drähten, Litzen, Seilen oder dergleichen auf eine Spule, bei der der Draht mit Hilfe eines Flyers auf die Spule gelegt wird und wenigstens eine sich heim Aufwickeln drehende Führungsrolle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Führungsrolle (5 und/oder 6) als Flügelrad ausgebildet ist oder einen Propeller trägt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel oder die Propellerflächen anstellbar ausgebildet sind.

4. Vorrichtung zum Aufwickeln von Drähten, Litzen, Seilen oder dergleichen auf eine Spule, gekennzeichnet durch die Kombination der Maßnahmen der Ansprüche 1 und 2.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel für den Flyer und für die Spule miteinander gekuppelt bzw. die Drehbewegungen von Flyer und Spule voneinander abgeleitet sind.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Drehzahlregulierung des Flyers und der Spule ein gemeinsames regelbares Antriebsglied vorhanden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flyer (4, 5» 6, 23) zum Zwecke der Drahtverlegung auf der Spule in axialer Richtung hin und her "bewegbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Unikehrpunkte für die Hin- und Herbewegung des Flyers (4, 5» 6, 23) selbsttätig einjustieren.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung bzw. Regelung der Aufwickelgeschwindigkeit des Drahtes auf der Spule (20) durch Drehzahlregulierung des Flyers (4, 5» 6, 23) und/oder der Spule (20) erfolgt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (20) auf einem in die Vorrichtung fahrbaren Wagen angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Justiermittel für den Wagen und/oder die Spule in der Vorrichtung.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, gekennzeichnet durch Kupplungsmittel für den Antrieb der Spule.

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13. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule teilbar ist, so daß der aufgewickelte Draht als Gebinde vom Spulenkern abnehmbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung in Verbindung mit einer Drahtziehmaschine.

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