DE3810875A1 - Verfahren und vorrichtung zum automatischen spulenwechsel bei kontinuierlich laufendem stranggut - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Spulenwechsel der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 8 genannten Art.

In der DE-PS 31 37 990 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art beschrieben. Hierbei wird die Spulenwechseleinrichtung zu einer gegen eine leere Spule auszuwechselnden, noch mit voller Drehzahl drehenden vollen Spule gefahren. Gleichzeitig wird eine leere Spindel zur Aufnahme der vollen Spule auf die Drehzahl der vollen Spule gebracht sowie eine Spindel mit einer zum Auswech­ seln gegen die volle Spule bestimmten leeren Spule auf die Drahtgeschwindigkeit beschleunigt. Das Koppeln und Entkoppeln der Spule an der Spulstelle und an der Spulwechseleinrichtung mit den zusätzlich erforderlichen Antrieben erfordert einen hohen Auf­ wand.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Verfahren und die Vorrichtung eingangs genannter Art zum Auswechseln von Wickelspulen für kontinuierlich angeliefertes Stranggut zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch den Gegen­ stand der Ansprüche 1 und 8. Erfinderische Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Anwendungsmög­ lichkeiten ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung bevor­ zugter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus der in der Anlage beigefügten Zeichnung. Hierbei zeigen;

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Anordnungsversion von Grundeinheiten (beispielsweise Ziehmaschinen) mit an diesen geradlinig angeordneten Spul-Modulen, deren Positionen durch eine einseitig zugreifende drehbar angeordnete Vorrichtung austauschbar sind;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine zweite Anordnungsversion von Grundeinheiten in geradliniger Anordnung, mit seitlich angeordneter und zugreifender Vorrichtung, durch die die Spul-Module in einer in einer vertikalen Ebene er­ folgenden Kreisbewegung austauschbar sind;

Fig. 3 eine Stirnansicht der in Fig. 2 dargestellten Grund­ einheiten in Blickrichtung III, mit Darstellung der Austauschbewegung der an dieser Vorrichtung angeord­ neten Wechselvorrichtung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine dritte Anordnungsversion von Grundeinheiten über den Spul-Modulen, in um einen Rundtisch herum konzentrischer Anordnung mit einer auf dem Rundtisch angeordneten Austauschvorrichtung;

Fig. 4a bis 4h eine schematische Seiten-Teilansicht der An­ ordnungsversion nach Fig. 4 mit der Darstellung ver­ schiedener Betriebszustände der Austauschvorrichtung während des Austauschs einer vollen Spule gegen eine leere Spule;

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine vierte Anordnungsversion von Grundeinheiten über den Spul-Modulen in um einen Rundtisch herum konzentrischer Anordnung mit einer auf dem Rundtisch angeordneten Austauschvorrichtung und

Fig. 5a bis 5g eine schematische Seiten-Teilansicht der An­ ordnungsversion nach Fig. 5 mit der Darstellung ver­ schiedener Betriebszustände der Austauschvorrichtung während des Austauschs einer vollen Spule gegen eine leere Spule.

Die nachfolgend im einzelnen ausführlich beschriebenen, in der Zeichnung dargestellten vier Anordnungsversionen von Grundein­ heiten (beispielsweise Ziehmaschinen-/Spulereinheiten) haben ein gemeinsames Ziel: Eine von einer zugehörigen Liefermaschine (Ziehmaschine) her mit Wickelgut voll bewickelte Spule eines Spulers soll ohne Stillsetzen des Wickelgutes mit möglichst geringem Aufwand und binnen kurzer Zeit gegen eine leere Spule ausgetauscht werden können. Dies erfolgt gemäß der Erfindung beispielsweise mittels einer besonders konstruierten Austausch­ vorrichtung zur Auswechslung jeweils kompletter Spul-Module, wobei die Austauschvorrichtung die Greiforgane trägt und die Spulmodule die Spulenwelle mit Spule und Antrieb, sowie Steuerungs-, Überwachungs- und Tachoeinrichtungen tragen. Gemäß der Erfindung soll der Spuler bei laufender Anlage die Bewicklung einer leeren Spule beim Austausch einer Spuleinheit mit einer vollen Spule gegen eine Spuleinheit mit einer leere Spule ohne Unterbrechung fortführen können, ohne daß das Stranggut eine Geschwindigkeitsveränderung erfährt, weil beispielsweise ein Drahtbehandlungsvorgang zwischengeschaltet ist, der ein Stillsetzen nicht erlaubt, z.B. Lackieren.

Der Vorgang des Schwenkens der Spulen mit Fangen und Abschneiden des Drahtes durch ein Fangmesser erfolgt wie in DE-PS 31 37 990.

Ein auszutauschender Spul-Modul weist somit eine eigene Antriebs- und Versorgungseinheit auf, die über geeignete Steck­ erverbindungen mit der erforderlichen Netzspannung versorgt wird. Die Versorgungseinheit kann auch als BUS über alle Grundeinheiten (Zieh-Spul-Einheiten) geschleift sein, wobei der neu einzusetzende Spul-Modul über Steckerverbindungen gleich die geregelte Gleichspannung erhält. Über die Stecker werden außerdem die erforderlichen Steuer- und Tachosignale ausge­ tauscht.

Es sollte dafür gesorgt werden, daß sich die Spulen in den Spul-Modulen mit unterschiedlicher Drehrichtung drehen können, falls dies erforderlich sein sollte.

Nach Fig. 1 sind bei einer ersten Anordnungsversion von gerad­ linig in Reihe angeordneten Grundeinheiten (Ziehmaschi­ nen-/Spuler-Einheiten) 1, 2, 3 und 4 Spul-Module 5, 6, 7 und 8 in Bezug auf die zugehörigen Grundeinheiten 1 bis 4 vorzugsweise geradlinig oder leicht versetzt angeordnet. An der den Spul-Modulen 5 bis 8 zugewandten Seite ist auf einem zu den Grundeinheiten 1 bis 4 parallel angeordneten Support oder einer Schienenbahn 14 eine (Spul-Modul-)Austauschvorrichtung 13 vers­ chiebbar oder verfahrbar gelagert.

Die Austauschvorrichtung 13 wird auf ein entsprechendes Signal hin zu einem Spul-Modul, beispielsweise zum Spul-Modul 7, dessen Spule gerade voll ist, hinbewegt. Sie bringt zugleich einen Spul-Modul 15 mit einer leeren Spule mit. In dieser Ausführungs­ form weist die Austauschvorrichtung 13 zwei von einer zentralen Vertikalachse 16 aus mit 180° entgegengesetzt gerichtete, um eine Vertikalachse 16 herum in einer Horizontalebene schwenk- bzw. drehbare Aufnahme- bzw. Greifeinrichtungen 17 und 18 auf. Wenn die Auswechselvorrichtung 13 zu der Station mit einem vollen Spul-Modul (Modul mit voller Spule) 7 hingefahren wird, wird ein an ihrer Greifeinrichtung 18 lösbar angebrachter leerer Spul-Modul (Modul mit leerer Spule) 15 mitgeführt. Ihre andere noch leere Greifeinrichtung 17 soll den vollen Spul-Modul 7 aufnehmen. An den Spul-Modulen 7, 15 ausgebildete Anschlußelemen­ te sind mit an den ortsfesten Grundeinheiten 1 bis 4 angeordneten (hier nicht dargestellten) Anschlußorganen 21, 22, 23, 24 verbun­ den, um die an jedem Spul-Modul separat vorgesehenen Antriebs-, Steuer-, Überwachungs- und Tachoeinrichtungen mit Energie bzw. mit Steuersignalen zu versorgen, sowie ggf. mechanisch zu kop­ peln.

Die Anordnungsversion nach Fig. 1 weist den Vorteil auf, daß die Austauschvorrichtung 13 nur auf einer Seite der Grundeinheiten (Ziehmaschinen-/Spuler-Einheiten) 1 bis 4 angeordnet ist, so daß sie vom Bedienungspersonal leicht zugänglich ist und überwacht werden kann.

Obwohl auch in den nachfolgend erläuterten Anordnungsversionen stets komplette Spul-Module mit vollen Spulen gegen solche mit leeren Spulen ausgetauscht werden, wird fortan der Einfachheit halber für den Begriff "Spul-Modul mit einer vollen bzw. leeren Spule" nur noch der Begriff "volle bzw. leere Spule" verwendet.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnungsversion von Grundeinheiten ist eine Austauschvorrichtung 35 vorgesehen, die auf einem zu den vorzugsweise geradlinig hintereinander angeordneten Grundeinhei­ ten parallel verlaufenden Support 36 längsverschiebbar gelagert ist. Die Austauschvorrichtung 35 ist um eine zu ihrer Verschieberichtung bzw. zur Längsrichtung des Supports 36 parallele Horizontalachse 37 herum schwenkbar.

Nach Fig. 3 dreht die Austauschvorrichtung 35 während des Austausches der Spulen 38, 39 also in einer Vertikalebene 20.

In der in Fig. 4 dargestellten Anordnungsversion von Grundein­ heiten (beispielsweise Ziehmaschinen-/Spuler-Einheiten) 40 bis 51 sind diese um einen um eine Vertikalachse 52 herum schwenk- bzw. drehbar angeordneten Drehtisch 53 herum konzentisch angeordnet. Eine Austauschvorrichtung 54 ist nahe des äußeren Randes 56 des Drehtisches 53 und unterhalb desselben um eine Vertikalachse 55 herum schwenkbar angeordnet, wie die Fig. 4a bis 4h zeigen.

Die Beladung bzw. Entladung der Austauschvorrichtung 54 erfolgt vorzugsweise an einer Lade-/Entladestation 57. Nahe dem Rand 56 des Drehtisches 53 ist eine vorzugsweise geradlinig verlaufende Förderanlage 58 installiert, die von einer Seite (hier beispiels­ weise von rechts) her leere Spulen 59 anliefert, die bei Bedarf von der Austauschvorrichtung 54 aufgenommen werden können. Volle Spulen werden von der Förderanlage 58 zur anderen Seite (hier beispielsweise nach links) hin abtransportiert.

Der Spulenaustausch ist anhand der Darstellungen der Fig. 4a bis 4h in einzelnen Phasen dargestellt und geht wie folgt vor sich:

Fig. 4a zeigt eine an einer fest montierten Grundeinheit 61 angekoppelte volle Spule 62, die gegen eine leere Spule 63 ausgetauscht werden soll. Hierzu wird der um die Achse 52 drehbar gelagerte Drehtisch 53 derart gedreht, daß die am Drehtisch 53 angebrachte Spulendrehvorrichtung 54 genau vor der vollen Spule 62 zu liegen kommt. Dabei kann eine (hier nicht gezeigte) Greif­ einrichtung die volle Spule 62 greifen. An einer (hier nicht dargestellten) zweiten Greifeinrichtung der Austauschvorrichtung 54 ist eine leere Spule 63 lösbar angebracht. Nach lösbarer Ankoppelung der vollen Spule 62 an die Austauschvorrichtung 54 und nach deren Abkoppelung von der Grundeinheit 61 wird die Austauschvorrichtung 54 um ihre Achse 55 um 180⁰ gedreht. Dadurch gelangt nunmehr die leere Spule 63 vor die Grundeinheit 61, während die volle Spule 62 von dieser weggeschwenkt ist, wie Fig. 4b zeigt.

Nach lösbarer Ankoppelung der leeren Spule 63 an die Grundeinheit 61 gibt die Greifeinrichtung der Austauschvorrichtung 54 die leere Spule 63 frei. Die Austauschvorrichtung 54 wird längs ihrer Drehachse 55 in dieser Ausführungsform der Erfindung nach unten bewegt und nimmt dabei die volle Spule 62 mit, wie Fig. 4c zeigt.

Wie Fig. 4d zeigt, dreht der Drehtisch 53 nunmehr um seine Achse 52 herum zur Lade-/Entladestation 57 hin, wo bereits eine leere Spule 64 bereitgestellt ist, wie Fig. 4e zeigt.

Nach lösbarer Ankoppelung der leeren Spule 64 an die (hier nicht dargestellte) Greifeinrichtung der Austauschvorrichtung 54 wird diese um 180° geschwenkt bzw. gedreht, so daß nunmehr die volle Spule 62 in der Lade-/Entladestation 57 liegt, wie Fig. 4f zeigt. Zugleich schwenkt die leere Spule 64 aus der Lade-/Entladestation 57 heraus. Nach Abkoppelung der vollen Spule 62 von der Aus­ tauschvorrichtung 54 wird letztere, zusammen mit der leeren Spule 64, wieder nach oben in die Horizontalebene gefahren, in der in Gebrauchslage die Spulen an den Grundeinheiten 40 bis 51 angekop­ pelt sind. Die volle Spule 62 wird aus der Entladestation 57 entfernt, wie Fig. 4g zeigt.

Der Drehtisch 53 mit der an diesem angeordneten Austauschvor­ richtung 54 verbleibt nunmehr in Warteposition, bis irgendeine volle Spule an einer der um den Drehtisch 53 herum konzentrisch angeordneten Grundeinheiten 40 bis 51 signalisiert wird. Ist dies beispielsweise bei er Grundeinheit 65 der Fall, dreht der Drehtisch 53 auf das empfangene Signal hin unverzüglich in Position vor die Grundeinheit 65 mit der an dieser angeordneten vollen Spule 66, wie Fig. 4h zeigt. Mittels einer (hier nicht gezeigten) Greifeinrichtung erfaßt die Austauschvorrichtung 54 die volle Spule 66. Danach wird die Spule 66 von der Grundeinheit 65 abgekoppelt. Nunmehr wiederholt sich der Vorgang, wie er vorstehend beschrieben und in den Fig. 4a bis 4g schematisch dargestellt ist.

In Fig. 5 ist die Draufsicht auf eine zweite Variante eines Drehtisches skizziert, dessen Arbeitsweise im wesentlichen der der vorstehend beschriebenen und der anhand der Fig. 4a bis 4h dargestellten Arbeitsweise entspricht. Der Unterschied zur oben beschriebenen Drehtischversion besteht darin, daß hier die Beschickung der am Drehtisch 67 angeordneten Austauschvorrichtung 68 mit einer leeren Spule 69 von einer oberhalb des Drehtisches 67 liegenden Ebene aus erfolgt. Hierzu ist der Drehtisch 67 mit einer Durchbrechung 71 versehen, durch welche der Austauschvor­ richtung 68 die leeren Spulen zugeführt werden können.

Der Abtransport einer vollen Spule 79 und der Austausch gegen eine leere Spule 69 erfolgt in dieser Ausführungsform auf einer unterhalb des Drehtisches 67 liegenden Ebene 72, wie nachfolgend beschrieben werden soll.:

Fig. 5a zeigt eine Grundeinheit 73 mit der an dieser angekop­ pelten vollen Spule 74. Zur Auswechselung der letzteren wird der Drehtisch 67, zusammen mit an diesem angebrachten Austauschvor­ richtung 68, um die Drehachse 75 in Position vor die volle Spule 74 gedreht bzw. gefahren. Dabei wird durch die Austauschvorrichtungt 68 gleich die leere Spule 69 mitgeführt, wie Fig. 5a zeigt. Vor Abkoppelung der vollen Spule 74 von der Grundeinheit 73 wird erstere mittels einer (hier nicht darge­ stellten) Greifeinrichtung der Austauschvorrichtung 68 lösbar erfaßt. Die Austauschvorrichtung 68 wird um die Drehachse 76 um 18O° gedreht, so daß die leere Spule 69 vor die Grundeinheit 73 zu liegen kommt und an diese lösbar angekoppelt werden kann, wie Fig. 5b zeigt.

Nach Abkoppelung der leeren Spule 69 von der Austauschvorrichtung 68 dreht bzw. schwenkt der Drehtisch 67 gemäß Fig. 5c in eine Entladestation 77. Dort gibt die Greifeinrichtung der Austausch­ vorrichtung 68 die volle Spule 74 zum Abtransport frei, wie Fig. 5d zeigt. Zugleich kann der Drehtisch 67 auch in Ladeposition gefahren werden, in der schon eine leere Spule 79 auf der Lade­ ebene 70 bereitgestellt ist, wie Fig. 5e zeigt.

Die leere Spule 79 wird durch die Durchbrechung 71 des Dreh­ tisches 67 an die Austauschvorrichtung 68 herangeführt und mittels der Greifeinrichtung der Austauschvorrichtung 68 an letztere angekoppelt, wie Fig. 5f zeigt. Damit ist der Drehtisch 67 bereit, eine der um diesen herum angeordneten Grundeinheiten mit einer vollen Spule 80 auf ein Signal hin anzusteuern, um die volle Spule 80 gegen die an der Austauschvorrichtung 68 angeord­ nete leere Spule 79 auszutauschen.

Wie Fig. 5g zeigt, wird hierzu der Drehtisch 67 so um seine Achse 75 gedreht, daß die Austauschvorrichtung 68 vor der vollen Spule 80 in Position kommt. Nun kann die volle Spule 80 an der Greif­ einrichtung der Austauschvorrichtung 68 lösbar angekoppelt werden. Danach wiederholt sich der bereits vorstehend anhand der Fig. 5a bis 5f beschriebene Vorgang.

Diese Drehtischversion hat bezüglich der vorstehend beschriebenen Drehtischversion den Vorteil, daß die Beschickung der Anlage mit leeren Spulen und/oder der Abtransport der vollen Spulen je nach den örtlichen räumlichen Gegebenheiten des Einsatzortes der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowohl auf einer oberhalb als auch auf einer unterhalb des Drehtisches 67 liegenden Ebene 70, 72 erfolgen kann.

Claims (17)

1. Verfahren zum automatischen Spulenwechseln, insbesondere beim Aufwickeln von kontinuierlich laufendem Stranggut, bei dem eine volle Spule gegen eine leere Spule ausgetauscht wird, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule (4, 5, 6, 7) einen eigenen Antrieb und eine eigene Steuerung aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Wechselvorgangs das Stranggut gefangen und abgeschnitten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Wechselvorganges beide Spul-Module (7, 15) zur Stromversorgung für den Antrieb und zur Übertragung der Steuer- und Regelsignale derselben mit einem Anschlußorgan der entsprechenden Grundeinheit (1 bis 4) verbunden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des Wechselvorgangs der Spul-Module (7,15) die an diesen angeordneten Spulen jeweils mit der Arbeitsgeschwin­ digkeit des Stranggutes umlaufen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zum Zweck des Modul-Austausches eine verfahrbare Vorrichtung (13) für mehrere Grundeinheiten (1 bis 4) verwendet wird, durch die ein Spul-Modul (15) mit leerer Spule herantransportiert und ein Spul-Modul (7) mit voller Spule abtransportiert wird, welche das Umsetzen der Spul-Module (7, 15) sowie ggf. ein Schwenken, und Fangen und das Abschneiden des Stranggutes durchführen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verfahren und ggf. das Schwenken der Vorrichtung (13) von Hand erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verfahren und ggf. das Schwenken der Vorrichtung (13) mittels eines entsprechenden Antriebs auto­ matisch erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spul-Module (7, 15) zur Stromversorgung ihrer Antriebe und zum Anschluß ihrer Steuerungseinrichtung­ en über Schleifkontakte, mitfahrende Hängeleitungen und/oder durch Induktion berührungsfrei mit der entsprechen­ den Grundeinheit (1 bis 4) verbunden werden.

9. Verfahrbare Vorrichtung zum automatischen Spulenwechsel an zumindest einer Grundeinheit bei kontinuierlich laufendem Draht mittels Austausches bzw. Ortsversetzen der Spulen und mit Fangen und Abschneiden des Drahtes durch ein Fangmesser, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet (a) durch eine an den Grundeinheiten (1 bis 4) entlangbewegbar gelagerte, durch einen Antrieb bewegbare Vorrichtung (13) zur Aufnahme zumindest eines mit einem eigenen Antrieb versehenen Spul-Moduls (7,15) für eine zu bewickelnde leere bzw. volle Spule; (b) durch eine an der Vorrichtung (13) ausgebildete Einrichtung zur Vertauschung der Position des Spul-Moduls (7) mit voller Spule gegen die Position des Spul-Moduls (15) mit leerer Spule und (c) durch Anschlußeinrichtungen zur Energieversorgung des Antriebs und zum Anschluß der Steuerung des zumindest einen Spul-Moduls (7,15) während des Wechselvorgangs sowie aller übrigen automatisierten Einrichtungen der Vorrichtung (13).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (13) einer Grundeinheit (1 bis 4) zuführbar ist, an der ein voller Spul-Modul (15) gegen einen leeren Spul-Modul (7) auszuwechseln ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgung durch elektrischen Strom erfolgt, der über Steckverbindungen zuführbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführung und die Zuführung der Steuer- und Regel­ signale über Schleppleitungen und entsprechende elektrische Umschalter erfolgt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stromzuführung und die Zuführung der Steuer- und Regelsignale über berührungslos arbeitende Bauelemente, insbesondere auf induktive, optische oder funkelektronische Weise, erfolgt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung für den Antrieb über eine mitgeführte aufladbare Batterie erfolgt.

15. Vorrichtung nach einem der Amsprüche 9 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Schwenken der Vorrichtung (13) zum Austauschen bzw. Wechseln der Spul-Module (7, 15) von Hand oder durch Motorantrieb erfolgt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spulenaufnahme auf einer fliegenden Welle oder mittels Gegenhalter erfolgt.

17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 9-15, dadurch gekennzeichnet, daß der Spul-Modul nur die Spulen­ welle mit Lagerung und Antrieb enthält, die Elemente für die Drahtverlegung und Tänzer jedoch ortsfest an den Grundein­ heiten verbleiben.