DE3621932A1

DE3621932A1 - Device for generating an adjustable constant wire tension for winding machines

Info

Publication number: DE3621932A1
Application number: DE19863621932
Authority: DE
Inventors: Holger Iglberger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1988-01-14

Abstract

Such devices usually require a wire-braking system which applies the set wire tension. A wire brake which works, for example, electromagnetically is known. For this purpose, the wire is guided via a so-called jockey system. According to the invention, the jockey system (10, 20) consists of at least two pulley arrangements (11 to 14, 21 to 23) which are displaceable at a distance and which supply the wire (100) as a wire-stock store in the manner of a block and tackle, the position of the movable pulley arrangement (21 to 23) being interrogatable via an associated measuring element (25, 26). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Er zeugung einer einstellbaren konstanten Drahtzugspannung für Wickelmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruches 1.The invention relates to a device for Er generation of an adjustable constant wire tension for winding machines according to the preamble of the patent claim 1.

Automatische Wickelmaschinen benötigen eine steuerbare Drahtbremse, über die in Abhängigkeit vom Drahtdurch messer eine Drahtzugspannung vorgegeben wird. Die maxi mal zulässige Wickeldrehzahl einer üblichen Wickelma schine wird dabei durch das jeweilige Drahtbremssystem bestimmt. Dadurch wird letzteres zum kritischen Punkt bei vollautomatisierten Systemen mit solchen Wickelma schinen, die aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus und Systemauslegung an sich erheblich höhere Wickeldreh zahlen zulassen.Automatic winding machines need a controllable one Wire brake, depending on the wire through a wire tension is specified. The maxi times permissible winding speed of a normal winding dimension The machine is powered by the respective wire brake system certainly. This makes the latter a critical point in fully automated systems with such a winding dimension machines that due to their constructive structure and System design per se significantly higher winding rotation allow numbers.

Beispielsweise aus der DE-OS 29 51 917 ist ein Regler zur Steuerung der auf einen elektrischen Draht in einer Wickelmaschine ausgeübten Spannung bekannt, der elek tronisch arbeitet. Ein solches System ist vergleichs weise aufwendig und hat sich in der Praxis nicht be währt. Weitere Drahtbremsen sind aus der DE-PS 29 19 145 sowie auch aus der DE-OS 33 36 970 bekannt, bei denen im wesentlichen eine elektromagnetisch steuerbare Drahtbremse verwendet wird, die im ersten Fall derart gesteuert ist, daß zur Verwendung bei einer Wickelma schine während der Herstellung einer Wicklung wenigstens zwei unterschiedliche, definierte Drahtzugspannungen im Draht erzeugt werden. Dabei wird der Draht immer über einen beweglichen Ausleger geführt, der als sog. Tänzer bezeichnet wird.For example from DE-OS 29 51 917 is a controller to control the on an electrical wire in one Winding machine exerted tension known, the elek works tronically. Such a system is comparative wise complex and has not been in practice lasts. Other wire brakes are from DE-PS 29 19 145 and also known from DE-OS 33 36 970, at which is essentially an electromagnetically controllable Wire brake is used, which in the first case is controlled for use in a winding machine at least during the production of a winding two different, defined wire tension in the Wire are generated. The wire is always over guided a movable boom, the so-called dancer referred to as.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Er zeugung einer einstellbaren Drahtzugspannung für Wickel maschinen anzugeben, die mechanisch aufgebaut ist und die insbesondere auch dann bei steigenden Wickeldreh zahlen von automatischen Wickelmaschinen einsetzbar ist, wenn zu den hohen Drehzahlen ein ungünstiges Höhen/Brei tenverhältnis des zu wickelnden Gegenstandes hinzukommt.The object of the invention is a device for He generation of an adjustable wire tension for windings specify machines that are mechanically constructed and which in particular also with increasing winding rotation numbers of automatic winding machines can be used, if at the high speeds an unfavorable high / porridge ratio of the object to be wrapped.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnen den Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is according to the characterize solved the features of claim 1. Beneficial Further developments are specified in the subclaims.

Kern der erfindungsgemäßen Lehre ist, den Draht in einem flaschenzugähnlichen Drahtvorratsspeicher zur Verfügung zu stellen. Ein Rollensystem aus zwei im Abstand ver schiebbaren Scheibenanordnungen, das in seiner Wirkung dem sogenannten Tänzer entspricht, ist mit einem Po tentiometer verbunden, das die Position des Tänzers an eine regelbare, üblicherweise elektromagnetisch arbei tende Bremse meldet. Befindet sich das so definierte Tänzersystem am feststehenden Rollensatz, so öffnet die Bremse und umgekehrt. Das Tänzersystem kann durch Druckluft in seine unterste Position gedrückt werden, wobei der Drahtzug dem Druck proportional ist. Die Arbeitsposition des Tänzersystems ist dabei über ein Potentiometer einstellbar.The core of the teaching according to the invention is the wire in one pulley-like wire storage is available deliver. A roller system consisting of two ver sliding disc assemblies that work corresponds to the so-called dancer, is with a bottom tentiometer connected to the position of the dancer an adjustable, usually electromagnetic work brake signals. Is that so defined Dancer system on the fixed reel set, that opens the Brake and vice versa. The dancer system can by Compressed air is pushed into its lowest position, where the wire tension is proportional to the pressure. The Working position of the dancer system is about one Potentiometer adjustable.

Besonders vorteilhaft ist bei der Erfindung, daß durch Verwendung des Flaschenzugprinzips bei großen Drehbe darf, der beispielsweise beim Abzug über die hohe Kante des Wickeldornes auftritt, die Auslenkung des Tänzer systems um einen der Anzahl der Umschlingungen des Drah tes entsprechenden Teil geringer ist. Damit wird er möglicht, daß die Regelung mit einem einfachen Regel kreis vorgenommen werden kann, d.h. aber, daß selbst ein rasch alternierender Vorgang für die massenbehaftete Elektromagnetbremse regelbar ist.It is particularly advantageous in the invention that Use of the block and tackle principle for large turning machines may, for example, when pulling over the high edge of the mandrel occurs, the deflection of the dancer systems by one of the number of times the wire is wrapped the corresponding part is less. With that he will possible that the scheme with a simple rule circle can be made, i.e. but that even one rapidly alternating process for the mass-affected Electromagnetic brake is adjustable.

Mit der Erfindung wird auch bei ungünstigen Höhen/Brei ten-Verhältnissen der zu wickelnden Bauteile bzw. zu wickelnden Spulen ein nahezu konstanter Wickelzug er reicht. Dies hat zur Folge, daß sich durch den konstan ten Drahtzug auch die Füllfaktoren erhöhen können, wo durch das Leistungsgewicht verbessert werden kann.With the invention, even with unfavorable heights / porridge ratios of the components to be wound or winding coils an almost constant winding tension enough. This means that the constant wire drawing can also increase the fill factors where can be improved by the power to weight ratio.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigenFurther details and advantages of the invention emerge one from the following description of the figures Embodiment with reference to the drawing. Show it

Fig. 1 eine Seitenansicht und Fig. 1 is a side view and

Fig. 2 eine frontale Ansicht eines mechanisch aufgebauten Drahtführungssystems für eine automatisch arbeitende Wickelmaschine. Fig. 2 is a front view of a mechanically constructed wire guide system for an automatic winding machine.

Die Figuren werden nachfolgend zusammen beschrieben.The figures are described together below.

In Fig. 1 und Fig. 2 bedeutet 1 eine Grundplatte als Trä ger eines nachfolgend im einzelnen beschriebenen Tän zersystems 10, 20 und einer davon angesteuerten elektro magnetischen Drahtbremse 30. Speziell aus FIG 1 ist er kennbar, daß das Tänzersystem 10, 20 aus zwei Scheiben anordnungen auf der Vorderseite der Grundplatte 1 be steht, denen mechanische Halterungsmittel auf der Rück seite zugeordnet sind. In Fig. 1 and Fig. 1, 1 means a base plate as a carrier of a dancer system 10 , 20 described in detail below and a controlled electro-magnetic wire brake 30th It can be seen specifically from FIG. 1 that the dancer system 10 , 20 consists of two disk arrangements on the front of the base plate 1 , to which mechanical holding means are assigned on the rear side.

Auf der Grundplatte 1 sind eine Einführöse 2, ein fester Zapfen 3 für die obere Scheibenanordnung 10 und eine Halterung 4 für die Drahtbremse 30 angeordnet. Rück seitig ist ein Kasten 5 vorhanden, in dem sich ein Pneumatikzylinder 6 befindet, der auf einer durchgehen den Kolbenstange 7 verschiebbar ist und mit Druckluft zum Einnehmen einer unteren Grenzposition beaufschlagt werden kann. Am Pneumatikzylinder 6 ist ein Zapfen 8 angebracht, der die bewegliche Scheibenanordnung 20 trägt. In der Grundplatte 1 befindet sich eine entspre chende Längsnut 9, in der der Zapfen 8 bei Bewegung von Pneumatikzylinder 6 und damit verbundener Scheibenanord nung 20 geführt ist.An insertion eyelet 2 , a fixed pin 3 for the upper disk arrangement 10 and a holder 4 for the wire brake 30 are arranged on the base plate 1 . On the back there is a box 5 in which there is a pneumatic cylinder 6 , which is displaceable on a continuous piston rod 7 and can be pressurized with compressed air to assume a lower limit position. A pin 8 is attached to the pneumatic cylinder 6 and supports the movable disk arrangement 20 . In the base plate 1 there is a corre sponding longitudinal groove 9 in which the pin 8 is guided when the pneumatic cylinder 6 and the associated disc arrangement 20 are moved.

Die obere Scheibenanordnung 10 als fester Rollensatz besteht beispielsweise aus vier Einzelscheiben 11 bis 14, in denen jeweils der Draht 100 geführt und umgelenkt werden kann; die Scheibenanordnung 20 als beweglicher Rollensatz besteht demgegenüber aus drei Einzelscheiben 21 bis 23. Es können auch Anordnungen aus drei/zwei bzw. fünf/vier oder mehr Einzelscheiben gewählt werden. Auf grund der ersten Umlenkung des Drahtes 100 muß aber die obere, feste Scheibenanordnung 10 jeweils eine Scheibe mehr aufweisen als die untere Scheibenanordndung 20. Insgesamt wird so ein Drahtvorratsspeicher gebildet, der in etwa flaschenzugartig aufgebaut ist, wobei aber der Drahtvorrat durch den Abstand der beiden Scheibenanord nungen veränderbar ist. Prinzipiell können auch weitere Rollensätze für den Aufbau des Tänzersystems vorgesehen sein. Durch die Wahl speziell zweier Scheibenanordnungen und deren vertikale Ausrichtung wird der Gesamtaufbau einfach gehalten.The upper disk arrangement 10 as a fixed set of rollers consists, for example, of four individual disks 11 to 14 , in each of which the wire 100 can be guided and deflected; in contrast, the disk arrangement 20 as a movable roller set consists of three individual disks 21 to 23 . Arrangements from three / two or five / four or more individual disks can also be selected. Due to the first deflection of the wire 100 , however, the upper, fixed disk arrangement 10 must each have one more disk than the lower disk arrangement 20 . Overall, a wire supply store is thus formed, which is constructed in a block and tackle-like manner, but the wire supply can be changed by the distance between the two disc arrangements. In principle, further roller sets can also be provided for the construction of the dancer system. The overall structure is kept simple by the choice of two pane arrangements and their vertical alignment.

Aus Fig. 2 ist der Verlauf des Drahtes 100 erkennbar. Er läuft über die Einführöse 2 und eine Vorbremse 31 auf die Elektromagnetbremse 30 und von dort über eine Meß station 35 für den Drahtzug, auf die weiter unten noch noch eingegangen wird, auf das Tänzersystem 10, 20. Der Draht 100 führt bei der beschriebenen Anordnung drei Umschlingungen aus und läuft anschließend horizontal zur Wickelstation weg.The course of the wire 100 can be seen from FIG. 2. It runs via the insertion eye 2 and a pre-brake 31 on the electromagnetic brake 30 and from there via a measuring station 35 for the wire tension, which will be discussed further below, on the dancer system 10 , 20th In the arrangement described, the wire 100 performs three loops and then runs away horizontally to the winding station.

Zwischen den beiden Scheibenanordnungen 10 und 20 sind zwei über Hebelarme 16 und 17 schwenkbare Anlegrollen 18 und 19 angeordnet, die der Dämpfung von Schwingungen des Drahtes 100 dienen. Die untere Scheibenanordnung 20 hat einen Klemmhebel 25, der als Betätigungsorgan für ein geeignetes Potentiometer 26 wirkt. Damit ist die je weilige Lage der beweglichen Scheibenanordnung 20 des Tänzersystems 10, 20 erfaßbar und als elektrisches Signal verarbeitbar. Es ist ein weiteres Potentio meter 40 vorhanden, mit dem die Arbeitsposition des Tänzersystems 10, 20 vorjustiert werden kann.Between the two disk arrangements 10 and 20 , two contact rollers 18 and 19 , which are pivotable via lever arms 16 and 17, are arranged, which serve to dampen vibrations of the wire 100 . The lower disk arrangement 20 has a clamping lever 25 which acts as an actuating member for a suitable potentiometer 26 . The respective position of the movable disk arrangement 20 of the dancer system 10 , 20 can thus be detected and processed as an electrical signal. There is a further potentiometer 40 with which the working position of the dancer system 10 , 20 can be pre-adjusted.

Die zwischen der festen Scheibenanordnung 10 des Tänzer systems 10, 20 und der Magnetbremse 30 befindliche Meß station 35 für den Drahtzug ist als Wägezelle aufgebaut, die den Draht 100 zwischen zwei Festrollen 36 und 37 in einem definierten Kraftdreieck führt, in dem ein Fühler 38 mit Dehnungsmeßstreifen (DMS) angeordnet ist. Dadurch kann eine resultierende Kraft gemessen und derart aus gewertet werden, daß die Drahtzugspannung direkt ab lesbar ist.The located between the fixed disc assembly 10 of the dancer system 10 , 20 and the magnetic brake 30 measuring station 35 for the wire pull is constructed as a load cell that guides the wire 100 between two fixed rollers 36 and 37 in a defined triangle of force in which a sensor 38 with Strain gauge (DMS) is arranged. As a result, a resulting force can be measured and evaluated in such a way that the wire tension can be read directly.

Bei dem beschriebenen System wird die Elektromagnet bremse 30, die eine übliche steuerbare Bremse darstellt, durch die Lage der beweglichen Scheibenanordnung 20 mittels des Potentiometers 26 gesteuert. Bewegt sich die Scheibenanordnung 20 nach oben, so öffnet die Magnet bremse 30 und umgekehrt. Durch die Druckluftbeaufschla gung des Zylinders 6 wird die bewegliche Scheibenanord nung 20 in die untere Position gegen einen Festanschlag gedrückt. Je höher der Druck ist, desto höher ist der Drahtzug. Eine geeignete Arbeitsposition der beweglichen Scheibenanordnung 20 kann über das Potentiometer 40 eingestellt werden.In the system described, the electromagnetic brake 30 , which is a conventional controllable brake, is controlled by the position of the movable disk arrangement 20 by means of the potentiometer 26 . The disc assembly 20 moves upward, the magnetic brake 30 opens and vice versa. By the compressed air supply of the cylinder 6 , the movable disc arrangement 20 is pressed into the lower position against a fixed stop. The higher the pressure, the higher the wire tension. A suitable working position of the movable disk arrangement 20 can be set via the potentiometer 40 .

Entscheidender Vorteil des beschriebenen Tänzer systems 10, 20 mit einem Drahtvorratsspeicher nach dem Flaschenzugprinzip ist, daß bei großem Drahtbedarf, wie er beim Abzug des Drahtes 100 über die hohe Kante eines Wickeldornes auftritt, die Auslenkung der beweglichen Scheibenanordnung 20 entsprechend der Anzahl der Draht schlaufen kleiner ist. Es sind also nur geringere Bewe gungen des Tänzersystems notwendig. Damit kann insgesamt der Regelkreis für die Elektromagnetbremse 30 verein facht werden. Für die Praxis bedeutet dies, daß auch bei rasch alternierenden Vorgängen die massenbehaftete Elek tromagnetbremse regelbar bleibt.The decisive advantage of the described dancer system 10 , 20 with a wire storage according to the block and tackle principle is that when there is a large wire requirement, such as occurs when the wire 100 is pulled off over the high edge of a winding mandrel, the deflection of the movable disk arrangement 20 corresponding to the number of wire loops is smaller is. So only minor movements of the dancer system are necessary. Overall, the control loop for the electromagnetic brake 30 can be simplified. In practice, this means that the mass-sensitive electromagnet brake remains controllable even with rapidly alternating processes.

Claims

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer einstellbaren kon stanten Drahtzugspannung für Wickelmaschinen, mit einer steuerbaren Bremseinrichtung für den Draht, wobei der Draht über ein sogenanntes Tänzersystem geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Tänzersystem (10, 20) aus wenigstens zwei im Abstand veränderbaren Scheibenanordnungen (11 bis 14, 21 bis 23) besteht, die den Draht (100) als Drahtvorratsspei cher flaschenzugähnlich zur Verfügung stellen, wobei die Position der beweglichen Scheibenanordnung (21 bis 23) über ein zugeordnetes Meßglied (25, 26) abfragbar ist.1. Device for generating an adjustable constant wire tension for winding machines, with a controllable braking device for the wire, the wire being guided via a so-called dancer system, characterized in that the dancer system ( 10 , 20 ) consists of at least two spaced-apart disk arrangements ( 11 to 14, 21 to 23 ), which provide the wire ( 100 ) as a pulley similar to a wire store, the position of the movable disk arrangement ( 21 to 23 ) being able to be queried via an associated measuring element ( 25 , 26 ).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß zwei übereinander stehen de Scheibenanordnungen (11 bis 14, 21 bis 23) das Tänzersystems (10, 20) bilden.2. Device according to claim 1, characterized in that two superimposed de disk arrangements ( 11 to 14 , 21 to 23 ) form the dancer system ( 10 , 20 ).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die eine Scheibenanord nung (11 bis 14) fest an einer Grundplatte (1) angelenkt ist, während eine zweite Scheibenanordnung (21 bis 24) in einer vertikalen Ausnehmung (8) der Grundplatte (1) verschiebbar ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that one disc arrangement ( 11 to 14 ) is articulated to a base plate ( 1 ), while a second disc arrangement ( 21 to 24 ) in a vertical recess ( 8 ) of the base plate ( 1 ) can be moved.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Scheibenan ordnungen (11 bis 14, 21 bis 23) jeweils aus wenigstens einer Scheibe bestehen, wobei die feststehende Scheiben anordnung (11 bis 14) gegenüber der beweglichen Schei benanordnung (21 bis 23) eine zusätzliche Umlenkscheibe aufweist, so daß der Draht (100) mehrlagig geführt wird. 4. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the two disc arrangements ( 11 to 14 , 21 to 23 ) each consist of at least one disc, the fixed disc arrangement ( 11 to 14 ) relative to the movable disc arrangement ( 21 to 23 ) has an additional deflection plate, so that the wire ( 100 ) is guided in multiple layers.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß das Tänzersystem (10, 20) zusätzlich zwei höhenverschiebbare Anlegrollen (18, 19) zur Dämpfung von Schwingungen des Drahtes (100) aufweist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the dancer system ( 10 , 20 ) additionally has two height-adjustable contact rollers ( 18 , 19 ) for damping vibrations of the wire ( 100 ).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Drahtbremse (30) elektromagnetisch arbeitet und über die vom Signal des Meßgliedes (25, 26) in Abhängigkeit von der Position der beweglichen Scheibenanordnung (21 bis 23) gesteuert ist.6. The device according to claim 1, characterized in that the wire brake ( 30 ) operates electromagnetically and is controlled by the signal from the measuring element ( 25 , 26 ) in dependence on the position of the movable disc arrangement ( 21 to 23 ).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß das Meßglied ein von dem Tänzersystem (10, 20) mechanisch verstellbares Potentio meter (26) ist.7. The device according to claim 6, characterized in that the measuring element is a of the dancer system ( 10 , 20 ) mechanically adjustable potentiometer ( 26 ).

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die verschiebbare Schei benanordnung (21 bis 23) des Tänzersystems (10, 20) in der Ruhelage in eine untere Grenzposition gedrückt wird.8. The device according to claim 1, characterized in that the displaceable disk benanordnung ( 21 to 23 ) of the dancer system ( 10 , 20 ) is pressed in the rest position into a lower limit position.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß mechanische, pneumati sche oder hydraulische Mittel zum Halten der beweglichen Scheibenanordnung (21 bis 23) vorgesehen sind.9. The device according to claim 8, characterized in that mechanical, pneumatic cal or hydraulic means for holding the movable disc assembly ( 21 to 23 ) are provided.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die bewegliche Scheiben anordnung (21 bis 23) mit einem Pneumatikzylinder (6) zum Erreichen der Ruhelage mittels Druckluftbeauf schlagung verbunden ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the movable disc arrangement ( 21 to 23 ) with a pneumatic cylinder ( 6 ) for reaching the rest position is connected by means of compressed air.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsposition der beweglichen Scheibenanordnung (21 bis 23) über ein Potentiometer (40) vorgebbar ist.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the working position of the movable disc arrangement ( 21 to 23 ) via a potentiometer ( 40 ) can be predetermined.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Drahtvorratsspeicher des Tänzersystems (10, 20) und steuerbarer Drahtbremse (30) eine Meßstation (35) für die Drahtzugspannung vorhanden ist.12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that between the wire supply store of the dancer system ( 10 , 20 ) and controllable wire brake ( 30 ) there is a measuring station ( 35 ) for the wire tension.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstation (35) aus einer Wägezelle besteht, die den Draht (100) zwi schen Festrollen (36, 37) in einem definierten Kraft dreieck führt, in dem ein Fühler (38) mit Dehnungsmeß streifen (DMS) angeordnet ist.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the measuring station ( 35 ) consists of a load cell, the wire ( 100 ) between fixed rollers ( 36 , 37 ) in a defined force triangle, in which a sensor ( 38 ) Strain gauge (DMS) is arranged.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die im Kraftdreieck ge messene resultierende Kraft derart ausgewertet wird, daß die Drahtzugspannung direkt ablesbar ist.14. The apparatus according to claim 13, characterized ge indicates that the ge in the power triangle measured resulting force is evaluated in such a way that the wire tension can be read directly.