DE4138191A1 - Verfahren und vorrichtung zum lagegerechten spulen von draht - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum lagegerechten spulen von drahtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum lagege
rechten Spulen von Draht für beliebige Spulenbrei
ten und eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver
fahrens.
Bekanntermaßen sind beim Spulen von Draht mechani
sche und hydromechanische Antriebe im Einsatz.
Diese lassen jedoch aufgrund der Durchmessertole
ranzen des zu spulenden Drahtes keine exakte Verle
gung zu.
Bei sämtlichen bekannten Verfahren vollzieht entwe
der die Spule oder der zu spulende Draht den Verle
geschritt.
Es ist versucht worden, Verfahren zu entwickeln,
die eine selbsttätige lagegerechte Drahtverlegung
durch den Draht selbst realisieren sollen.
So ist beispielsweise eine rechnergesteuerte Verle
gung bekannt. Hierbei wird die erste zu spulende
Lage von Hand, mit einem Legeholz, geführt. Ein an
geschlossener Rechner speichert nunmehr die exakte
Lage des Drahtes, wobei solche Parameter wie Draht
durchmesser, Spulgeschwindigkeit, Spulenbreite usw.
vom Rechner exakt erfaßt werden müssen. Anhand der
vorliegenden Informationen kann der Rechner nunmehr
die jeweils folgenden Drahtlagen automatisch posi
tionieren.
Dieses Verfahren führt zwar zu befriedigenden Er
gebnissen, ist aber mit einem erheblichen techni
schen Aufwand verbunden. Bei der doch recht robu
sten Arbeitsweise in der Drahtzieherei ist eine
ausreichende Einsatzverfügbarkeit nicht immer ge
währleistet.
Alle bekannten Verfahren haben den gemeinsamen
Nachteil, daß der zu spulende Draht auf der Strecke
vom Umfang des Spulenflansches zum Umfang des Spu
lenkerns nicht mehr geführt wird, so daß die aus
der Rückzugsspannung des Drahtes und dem Verhältnis
- Drahtdurchmesser zu Spulendurchmesser - resul
tierende Querkraft nicht zum Vollzug des Verlege
schrittes benutzt werden kann, da der zu spulende
Draht unter der Einwirkung der gleichen Kraft und
des Verhältnisses - Drahtdurchmesser zu der oben
beschriebenen freien Drahtlänge - über sich selbst
hinweg ausweichen kann.
Damit verbunden ist eine genaue lagegerechte Verle
gung nicht möglich.
Der Aufgabe liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver
fahren zum lagegerechten Spulen von Draht zu schaf
fen, bei dem unabhängig vom Drahtdurchmesser und
dessen Toleranzen sowie unter Einsatz nur durch den
Draht selbst angetriebener Verlegevorrichtungen
eine lagegerechte Verlegung erzielt wird, und eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu ent
wickeln.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst,
daß der zu spulende Draht bis auf den Spulenkern
bzw. die zuletzt aufgespulte Drahtlage geführt wird
und die durch den Spulvorgang selbst erzeugte und
in Verlegerichtung wirkende Kraft zum Vollzug des
Verlegeschrittes eingesetzt wird.
Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Verlegekraft,
resultierend aus Drehbewegung der Spule und Rück
haltekraft des Drahtes, bewirkt, vorausgestzt der
Draht ist bis zu seinem Auflaufpunkt auf die Spule
geführt, daß die Verlegevorrichtung selbsttätig
entlang der Verlegebreite geführt wird und durch
geeignete Führungsvorrichtungen dieser Schritt sich
eigenständig solange wiederholt bis die Spule voll
gespult ist.
Durch diese genaue und selbsttätig wirkende Zwangs
führung des Drahtes bis zu seinem Anlaufpunkt er
gibt sich eine lagegerechte Verlegung des Drahtes.
Als wesentlicher Vorteil kommt dabei zum Tragen,
daß beliebige Spulenbreiten lagegerecht bespult
werden können, wodurch das Umsetzen von Schrump
fungsspannungen in Querkräfte bei definierten Spu
lenbreiten vermieden wird.
Die Aufgabe wurde weiterhin erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß eine Drahtführung derart vorgesehen
ist, daß sie um die Drahtachse schwenkbar ist, im
Spulenbereich in Richtung der Spule offen ist und
deren Querschnitte von dem 90°- Segment des die
Drahtachse umschreibenden Kreises umschlossen wird.
Darüberhinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß
das den Verlegeschritt vollziehende Verrichtungs
element mit einer ständig wirkenden Bremse ausge
stattet ist, um Eigenschwingungen sowie die aus der
Verlegebreite und der Strecke vom festen Ablauf
punkt zur Spulenachse resultierende Rückstellkraft
zu kompensieren.
Es gehört weiterhin zur Erfindung, daß zur Kompen
sation oben genannter Rückstellkraft ein aus Ober
arm und Unterarm bestehender, horizontal
schwenkbarer, biegesteifer Gelenkarm, in dem der zu
spulende Draht über ein Führungsrad der Achse der
Oberarmlagerung dem System zugeführt, über ein ho
rizontal auf dem Oberarm gelagertes Führungsrad und
ein im Drehpunkt des Unterarmes vertikal gelagertes
Führungsrad geführt und über ein weiteres, horizon
tal im Unterarm gelagertes Führungsrad vertikal
durch die erfindungsgemäße Drahtführung auf die
Spule aufläuft, eingesetzt wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet auf fol
gende Weise. Nachdem der Draht durch die verschie
denen Führungsräder der eigentlichen Drahtführung
am Anlaufpunkt auf der Spule zugeführt ist, wird
diese so ausgerichtet, daß deren Öffnung genau in
den Winkel zwischen Spulenkern und Spulenflansch
zeigt. Wenn jetzt der Spuler die noch leere Spule
dreht, wird der Draht, nachdem er an seinem Ende
arretiert wurde, um den noch leeren Spulenkern ge
führt. Ist nunmehr eine ganze Umdrehung beendet,
läuft der Draht über sich selbst ab und legt sich
in Richtung des geringsten Widerstandes, also in
Richtung Spulenmitte, neben den bereits umspulten
Drahtkreis. Da der Draht an sich bestrebt ist, in
folge des Winkels zwischen Ablaufpunkt des Drahtes,
Spulenmitte (kürzeste Entfernung zwischen Ablauf
punkt und Spule) und tatsächlichem Anlaufpunkt auf
der Spule, gleich in die Mitte zu laufen, wird die
Drahtführung insoweit abgebremst, daß diese Rück
stellkraft kompensiert wird. Die Abbremsung darf
jedoch nicht so stark erfolgen, daß das Abgleiten
des gerade aufgespulten Drahtstückes an dem bereits
gespulten Drahtstück des vorhergehenden
Drahtkreises behindert wird. Dies wird erreicht,
indem das Führungsrad paßgenau gleitend auf einer
Achse, die parallel zur Spulerachse verläuft, ge
führt wird und zwischen der Nabe des Führungsrades
und der Achse die Bewegung hemmende Bremselemente
eingefügt sind. Zurückkommend auf den eigentlichen
Verlegeschnitt bedeutet dies, daß die Verlegekraft
allerdings größer sein muß als die Bremskraft der
Vorrichtung, damit die Spule auch von der Spulen
mitte weiter nach außen, also vom Ablaufpunkt des
Drahtes weg bespult werden kann. Ist nun die erste
Lage der Spule fast gefüllt, stößt der Verlegearm
in einem Punkt seines die Drahtachse umschreibenden
Kreises an den Spulenflansch. Da die Verlegekraft
größer ist als der sich ergebende Widerstand dreht
sich der Verlegearm mit seiner den zu spulenden
Draht aufnehmenden Öffnung auf einer durch die äu
ßere Form des Verlegearms vorherbestimmten Kurven
bahn um seine Längsachse. Somit ist es möglich, daß
der aufzuspulende Draht wiederum genau in den Win
kel zwischen Spulenkern und Spulenflansch läuft.
Um diese Bewegung ausführen zu können, ist der Füh
rungsarm in besonderer Weise durch eine Kombination
von Führungsrädern und Kugellagern mit der eigent
lichen Vorrichtung verbunden. Ist der Draht nun in
dem Winkel zwischen Spulenkern und Spulenflansch
eingelaufen, läuft er in der nächsten Umdrehung des
Spulers exakt auf sich auf und baut, indem er die
Verlegekraft ausnutzend in oben beschriebener Weise
an sich abrutscht, die nächste Lage auf. Dieser
Vorgang wiederholt sich solange, bis der entspre
chende Füllungsgrad der Spule erreicht ist. Das ex
akte lagegerechte Spulen wird dadurch erreicht, in
dem der Draht genau in seinem Auflaufpunkt kontinu
ierlich während des gesamten Spulvorganges geführt
wird und damit die sonst den Lagefehler verursa
chende Drahtlänge zwischen dem Umfang des Spulen
flansches und dem Umfang des Spulenkernes nicht
vorhanden ist.
Die Erfindung soll nachfolgend in zwei Ausführungs
beispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher
erläutert werden. Es zeigt.
Fig. 1 in Seitenansicht schematisch den Drahtver
lauf in einem ersten Beispiel im Schnitt;
Fig. 2 in Draufsicht schematisch die Ansicht des
Drahtverlaufes und im Querschnitt die um die
Drahtachse schwenkbare Drahtführung;
Fig. 3 im Schnitt die Darstellung der Verlege
vorrichtung mit Bremse;
Fig. 4 in Seitenansicht schematisch den Drahtver
lauf in einem zweiten Beispiel im Schnitt;
Fig. 5 in Draufsicht schematisch den Drahtverlauf
und
Fig. 6 die Ansicht des Drahtverlaufes in Richtung A
gemäß Fig. 4.
Fig. 1 zeigt, wie der Draht 1 über die Spannrolle 3,
das Führungsrad 2 und die Drahtführung 5 auf die
Spule 6 geführt wird. Die Spannrolle 3 und das Füh
rungsrad 2 sowie die Drahtführung 5 sind gemeinsam
an der eigentlichen Verlegevorrichtung 7 gelagert.
Durch die Rückzugskraft des Drahtes 1 bewirkt die
Spannrolle 3, daß die Drahtführung 5 gegen die
Spule 6 gedrückt wird.
In Fig. 1 wird weiterhin deutlich, daß die Draht
führung 5 über in einem Verbindungsstück 11 ange
ordneten Kugellager 12 drehbar bzw. schwenkbar mit
der Verlegevorrichtung 7 verbunden ist.
In Fig. 2 wird der Ablauf des Verlegeschrittes vom
Prinzip her verdeutlicht. Es ist die Drahtführung 5
mit geführtem Draht 1 in Position a und b gezeigt.
Man erkennt, wie die schwenkbare Drahtführung 5 mit
ihrer den Draht aufnehmenden Öffnung 5′ genau in
den Winkel zwischen Spulenkern 10 und Spulenflansch
4 der Spule zeigt. Mit Beginn der Bespulung wandert
die Drahtführung 5 durch die Verlegekraft von Posi
tion a an Position b. In dem Moment, wo die äußere
Fläche der Drahtführung 5 an den Flansch 4 anstößt,
wird sie durch die Verlegekraft um ihre Längsachse
entsprechend der äußeren in etwa ovalen Form um die
Drahtachse gedreht und zwar bis zu dem Punkt, in
dem der Draht 1 wieder in den Winkel zwischen Spu
lenkern 10 und Spulenflansch 4 zu liegen kommt.
Dieser Vorgang wiederholt sich in immer abwechseln
der Richtung bis die Spule vollgespult ist.
Fig. 3 zeigt nochmals detaillierter die Führung des
Führungsrades 2 im Schnitt gesehen aus Richtung B
gemäß Fig. 1. Es wird deutlich, daß die gesamte Ver
legevorrichtung 7 auf der durch das Führungsrad 2
gehenden Achse 13 verschiebbar gelagert ist. Die
schlittenförmige Führung erfolgt mittels fünf ent
sprechend eingepaßten Rollen.
Die durch das Spulen in Verlegerichtung entstehende
Vorschubkraft nimmt über den Draht 1 die Drahtfüh
rung 5 und damit die Verlegevorrichtung 7 ständig
mit.
Damit die durch den Draht über die Drahtführung 5
auf die Verlegevorrichtung 7 übertragene Rückstell
kraft kompensiert werden kann, ist die Verlegevor
richtung 7 mit Bremsen 8 ausgestattet. Die Brems
wirkung erfolgt durch Reibung auf der Achse 13. Die
Bremskraft ist so eingestellt, daß sie größer als
die maximale Rückstellkraft ist, die Verlegekraft
jedoch nicht übersteigt.
Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in den Fig.
4 bis 6 gezeigt.
Der Draht 1 wird über ein schwenkbares Anlaufrad 20
über Führungsbahnen 21 und 22 und Umlenkrollen 23,
24 und 25 zuerst senkrecht nach oben und über die
um die Drahtachse schwenkbare Drahtführung 5 senk
recht nach unten auf die Spule 6 geführt.
Die Rollen sind entsprechend auf einem Oberarm und
einem Unterarm gelagert. Die schwenkbare Drahtfüh
rung 5 ist ebenfalls am Unterarm 27 gelagert. Die
Drahtführung 5 ist analog der im ersten Beispiel
ausgeführt, und das Bespulungsprinzip auf dem Spu
lenkern 10 ist das gleiche wie im obengenannten
Beispiel.
Der Oberarm 26 ist um die Führungsbahn 22 schwenk
bar gelagert und kann damit die durch die Verlege
kraft an der Spule auftretende Wendung des Drahtes
1 mitgehen.
Der Ausgleich des durch die erreichte Bespulungs
höhe auftretende Höhendifferenz erfolgt durch die
ebenfalls schwenkbare Lagerung der Rolle 24.
Diese Anordnung der Führungsbahnen und -rollen bie
tet den Vorteil, daß ein aus jeder beliebigen Rich
tung kommender Draht 1 immer lagegerecht auf die
Spule 6 aufgespult werden kann.
Claims (8)
1. Verfahren zum selbsttätigen lagegerechten Spu
len von Draht, dadurch gekennzeichnet, daß der zu
spulende Draht jederzeit bis auf den Spulenkern
bzw. die zuletzt aufgespulte Drahtlage zwangsge
führt wird und die durch den Spulvorgang selbst er
zeugte und in Verlegerichtung wirkende Kraft zum
Vollzug des Verlegeschrittes eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß auf die den Verlegeschritt vollziehende
Drahtführung eine Bremskraft ausgeübt wird, die
größer als die durch den Draht bewirkte Rückstell
kraft, jedoch kleiner als die Verlegekraft ist.
3. Vorrrichtung zum selbsttätigen lagegerechten
Spulen von Draht, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Drahtführung (5) an einer Verlegevorrichtung (7) um
die Drahtachse des geführten Drahtes (1) schwenkbar
gelagert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Drahtführung (5) im Spulenbereich
in Richtung der Spule eine Öffnung (5′) aufweist,
die im Querschnitt von dem 90°-Segment des die
Drahtachse umschreibenden Kreises umschlossen wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Außenmantel der Drahtführung
(5) im Querschnitt gesehen eine von einem Kreis ab
weichende Form aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verlegevorrichtung (7) ver
schiebbar gelagert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verlegevorrichtung (7) mit einer
Bremse (8), die auf eine durch das Führungsrad (2)
gehende Achse (13) wirkt, ausgestattet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Bremse (8) in ihrer Bremswirkung
reguliert werden kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4138191A DE4138191A1 (de) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | Verfahren und vorrichtung zum lagegerechten spulen von draht |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4138191A DE4138191A1 (de) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | Verfahren und vorrichtung zum lagegerechten spulen von draht |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4138191A1 true DE4138191A1 (de) | 1993-05-19 |
Family
ID=6445215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4138191A Withdrawn DE4138191A1 (de) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | Verfahren und vorrichtung zum lagegerechten spulen von draht |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4138191A1 (de) |
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