DE4211735A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung hochfester Stahldrahtlitzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung hochfester Stahldrahtlitzen, insbesondere von Stahlcord, nach dem Doppelschlagprinzip, bei der die einzelnen Ablaufspulen innerhalb des Verseilsystems in der Drehachse des Verseilrotors auf einem nicht mitdrehenden Spulenträger gelagert sind und die fertige Litze außerhalb des Verseilsystems auf durch nachfolgende technologische Verfahrensstufen festgelegte Spulengrößen aufwickelt wird.

Doppelschlagverseilmachinen werden seit mehreren Jahren auch für die Verseilung von Stahldrähten eingesetzt. Eine allgemein bekannte Doppelschlagverseilmaschine ist in der DE-OS 24 62 092 beschrieben. Die einzelnen Ablaufspulen sind achsflutend hintereinander jeweils zwischen Getriebeständern angeordnet. Jeder einzelne Draht wird durch Rollensysteme um die Spulen herum in die Achsmitte des Rotors geführt und von dort durch den Lagerzapfen zum nächsten Spulenrahmen geleitet, wo es mit den jeweils dazukommenden Drähten in der vorher beschriebenen Weise weitergeleitet wird.

Am Rotorende werden die Drähte über eine mit dem Rotor synchron drehende Umlenkrolle in die Gegenrichtung umgelenkt und in einer sinusförmigen Kurve jeweils um die Spulen herum zum anderen Ende des Rotors geführt. Außerhalb des Verseilsystems sind in Reihenfolge eine Überdrehvorrichtung zur Beseitigung der durch die Doppelschlagverseilung in der Litze vorhandenen großen Torsionsspannungen sowie der Abzug und Aufwickler angeordnet.

Wesentlich ist hierbei, daß der 1. Verseilpunkt im Bereich der 1. Umlenkrolle und der 2. Verseilpunkt zur Realisierung des Doppelschlages am Auslauf der Verseilmaschine liegt.

Nachteilig an dieser Lösung ist, daß mit dieser hochproduktiven Einrichtung nur Hohllitzen qualitätsgerecht hergestellt werden können. Zur Herstellung von Litzen mit Kerndraht ist die Einrichtung nicht geeignet, da der Kerndraht während der Verseilung seine Länge annähernd beibehält und somit länger als die Drähte der Decklage ist, die durch den zweiten Verseilschlag verkürzt wird und im Ergebnis die Litze als solche krümmt und somit einen bedeutenden Qualitätsmangel aufweist.

Weiterhin ist als nachteilig zu werten, daß das Aufwinkeln der fertigen Stahldrahtlitze mit hohem Bedienaufwand zu erfolgen hat, indem ein ständiger Spulenwchsel der Aufwickelspule durch den Bediener zu realisieren ist. Das Spulenvolumen aller Ablaufspulen beträgt in der Regel ein Mehrfaches des Spulenvolumens der Aufwickelspule.

Der in den Ansprüchen 1 und 5 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine hochproduktive Doppelschlagverseilmaschine nach dem Prinzip in-out zu entwickeln, mit deren Hilfe auch Stahldrahtlitzen mit Kerndraht qualitätsgerecht hergestellt werden können sowie die im Stand der Technik beschriebenen Nachteile zu vermindern bzw. zu beseitigen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß ein breites Fertigungsprogramm einschließlich Stahldrahtlitzen mit Kerndraht qualitätsgerecht gefertigt werden kann und der Forderung der Anwenderindustrie gefolgt wird, die Mehrmaschinenbedienung von Verseilmaschinen durchzusetzen, indem auf ein ständiges Wechseln der Aufwickelspulen (Entnahme, Beschickung) während des gesamten Verseilvorganges, d. h. der durchgängigen Verseilung des Verseilgutes der Ablaufspulen, verzichtet werden kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in den Ansprüchen 2 bis 4 und 6 bis 10 angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 komplette Verseileinrichtung

Fig. 2 Umlenkrolle

Fig. 3 Drahtzugbremse

Fig. 4 Doppelscheibenabzug

Fig. 5 Aufwickler

Fig. 6 Überführungselement.

Gemäß Fig. 1 besteht die Verseileinrichtung aus einer hinausverseilenden Doppelschlagverseilmaschine 1 (in-out) und innerhalb des rotierenden Systems angeordneten und mittels einer Drahtzugbremse 2 abgebremsten Ablaufspulen 3, einem nachgeordneten Doppelscheibenabzug 4 und einer Aufwickeleinrichtung mit Verlegeeinrichtung 5. Im 1. Umlenkpunkt des Verseilgutes ist eine konisch geformte Umlenkrolle 6, auf deren größten Durchmesser gemäß Fig. 2 das Verseilgut aufläuft, angeordnet. Während der Umlenkung durch die Umlenkrolle 6 gleitet das Verseilgut zum kleineren Durchmesser hin ab und wird dadurch selbst in Drehung versetzt. Durch die besondere Beeinflussung des Verseilgutes durch die konsiche Umlenkrolle 6 erfährt das aus den einzelnen ablaufenden Drähten 7 bestehende Verseilgut im Bereich zwischen der Umlenkrolle 6 und den Ablaufspulen 3 eine vollständige Verseilung, indem 1. und 2. Schlag bzw. 1. und 2. Verseilpunkt in einen Verseilpunkt 8 vereinigt werden.

Unterstützt wird dieses Verfahren durch die Führung der in ihrer Struktur fertigen Stahldrahtlitze 9 über im Bereich der Enden der Flyer 10 angeordnete Führungseinrichtungen 11 in Form einer bekannten Umlenkrolle bzw. eines Doppelnippels und die besondere Ausführung der jeweils zugeordneten Drahtzugbremse 2, welche eine annähernd konstante Zugkraft im Verseilgut realisieren.

Gemäß Fig. 2 ist die Drahtzugbremse 2 als tänzergesteuerte Bremse mit Bremsscheibe 13 und Bremsbacke 14 ausgeführt, wobei die Bremsfläche 15 der Bremsscheibe 13 verchromt, geschliffen und poliert ist und im Ergebnis eine Rauheit von <3,2 µm aufweist und der Reibbelag 16 der Bremsbacke 14 aus Teflon mit 25% Kohlenstoff besteht, so daß max. 5% Drahtzugkraftschwankungen über die gesamte Spulenfüllung realisiert werden.

Im Bereich der freien Flugkurve ist somit die Stahldrahtlitze 9 fertig und wird "nur noch" in ihrer Struktur erhalten. Nach Verlassen der Doppelschlagverseilmaschine 1 wird die fertige Stahldrahtlitze 9 über einen Doppelscheibenabzug 4 mit bekannten Nachformeinrichtungen 17 in mehreren Windungen geführt, wobei der Doppelscheibenanbzug 4 gemäß Fig. 4 einen Durchmessersprung vom kleineren zum größeren hin aufweist. Durch diesen definierten Zugkraftanstieg in der fertigen Stahldrahtlitze 9 und dem Einsatz der beschriebenen Nachformeinrichtungen 17 erfolgt in der Litze 9 ein Abbau der verfahrensbedingten Torsionsspannungen. Das heißt, es wird eine gleichbleibende Qualität über die gesamte Länge der Stahldrahtlitze 9 realisiert.

Anschließend wird die Stahldrahtlitze 9 über eine bekannte Verlegeeinrichtung 5 der Aufwickeleinrichtung in Form eines drehbaren und angetriebenen und seitlich verfahrbaren Spulenpaketes 18 zugeführt. Da das Spulenvolumen der Ablaufspulen 3 um ein Vielfaches größer ist als das Spulenvolumen einer Aufwickelspule 19, sind in dem Spulenpaket 18 soviele Aufwickelspulen 19 axial nebeneinander angeordnet, daß ihr Gesamtspulenvolumen mindestens dem Gesamtspulenvolumen der Ablaufspulen 3 entspricht.

Gemäß Fig. 5 und 6 sind die axial nebeneinander angeordneten Aufwickelspulen 19 durch Abweis- und Zentrierscheiben 20, deren Außendurchmesser größer als der der Spulenflansche 21 ist, voneinander getrennt und in Eindrehungen 22 der Abweis- und Zentrierscheiben 20, die den Durchmesser der Spulenflansche 21 aufnehmen, zentriert angeordnet.

Des weiteren sind Aufwickelspulen 19, einschließlich der Abweis- und Zentrierscheiben 20, durch eine frei in den Bohrungen derselben angeordnete und stirnseitig mit je einem Stützflansch 23 versehene Achse 24 mit Verschraubungselementen 25 verspannt.

Beide Enden der Achse 24 stellen die Gegenstücke der Aufwickleraufnahme 26 dar, die in einem Gestell 27 angeordnet sind und in bekannter Weise mit einem Drehantrieb und einer Verschiebungseinrichtung verbunden sind.

Weiterhin sind über den Umfang der Abweis- und Zentrierscheiben 20 gleichmäßig verteilte Überführungselemente 28 für die aufzuwickelnde Stahldrahtlitze 9 angeordnet. Die Überführungselemente 28 sind sägezahnähnlich und geschränkt ausgeführt.

In Abhängigkeit von der Größe des Spulenpaketes 18 ist je nach Bedarf das gesamte Spulenpaket 18 durch ein Tragrollenpaar 12 gegen ein unzulässiges Durchbiegen abgestützt.

Das Verlegen und Aufwickeln der fertigen Stahldrahtlitze 9 erfolgt folgendermaßen:

• - die Verlegeeinrichtung 5 hält die aufzuwickelnde Stahldrahtlitze 9 jeweils senkrecht zur jeweiligen Ablaufspulenachse, wobei im Bereich des äußeren Spulenflansches 21 eine der beiden äußeren Aufwickelspulen 19 in bekannter Weise beginnend aufgewickelt wird,
• - entsprechend der Anzahl der axial nebeneinander angeordneten Aufwickelspulen19 wird jeweils nach Füllen der in Arbeitsstellung befindlichen Aufwickelspule 19 die Verseilmaschine 1, einschließlich des Spulenpaketes 18 angehalten und das Spulenpaket 18 axial verschoben, so daß die nächste Aufwickelspule 19 sich in der Arbeitsstellung befindet, wobei die Stahldrahtlitze 9 über den Spulenflansch 21 der vorhergehenden Aufwickelspule 19, über eine zwischen den Aufwickelspulen 19 angeordnete Abweis- und Zentrierscheibe 20 und den Spulenflansch 21 der nachfolgenden Aufwickelspule 19 geführt wird,
• - während des Anfahrens der Verseilmaschine 1, einschließlich des Spulenpaketes 18, wird die Stahldrahtlitze 9 von einem der auf dem Umfang der Abweis- und Zentrierscheibe 20 gleichmäßig verteilten Überführungselementen 25 erfaßt und auf die Spulennabe aufgelegt, so daß das Auflegen der Stahldrahtlitze 9 in unmittelbarer Nähe des Spulenflansches 21 erfolgt.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung hochfester Stahldrahtlitzen, bei welchem die einzelnen Drähte von innerhalb einer hinausverseilenden Verseilmaschine (in-out) angeordneten Ablaufspulen durch einen nachgeordneten Abzug abgezogen, nach dem Doppelschlagprinzip verseilt und einer Aufwickeleinrichtung mit Verlegeeinrichtung zugeführt werden, wobei die Abzugskraft der einzelnen Drähte jeweils durch eine Drahtzugbremse in Form einer tänzergesteuerten Bremse mit Bremsscheibe und Bremsbacke realisiert wird und die Ablaufspulen ein mehrfaches Volumen der Aufwickelspule besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Ablaufspulen (3) mit konstanter Zugkraft abgezogenen Drähte (7) in Ablaufrichtung auf den größten Durchmesser einer konisch geformten und im 1. Umlenkpunkt des Verseilgutes angeordneten Umlenkrolle (6) auflaufen, während der Umlenkung durch die Umlenkrolle (6) auf der Umlenkrolle (6) zum kleineren Durchmesser hin abgleiten und dadurch in Drehung versetzt werden, im Bereich zwischen Umlenkrolle (6) und Ablaufspulen (3) in einem gemeinsamen Verseilpunkt (8) den Doppelschlag, bestehend aus 1. und 2. Verseilschlag, erfahren, die in ihrer Struktur fertige Stahldrahtlitze (9) zur Erhaltung der Verseilstruktur am Flyer (10) entlang einer Führungseinrichtung (11) in Form einer bekannten Führungsrolle bzw. eines Doppelnippels und in freier Flugkurve zum zweiten Flyer (10) mit Führungseinrichtung (11) und einer weiteren Führungseinrichtung (11) in Form einer bekannten Umlenkrolle und weiterhin einem Doppelscheibenabzug (4) mit Nachformeinrichtungen (17), welcher einen Durchmessersprung zum größeren hin aufweist, zugeführt und in mehreren Windungen um diesen herumgelegt wird, so daß ein definierter Zugkraftanstieg in der fertigen Stahldrahtlitze (9) eintritt und anschließend über eine Verlegeeinrichtung (5) einem drehbaren und angetriebenen und seitlich verfahrbaren Spulenpaket (18), bestehend aus mehreren axial nebeneinander angeordneten Aufwickelspulen (19) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufspulen (3)zur Erreichung der annähernd konstanten Zugkraft mittels der Drahtzugbremse (2) durch eine besondere Reibpaarung zwischen Bremsfläche (15) der Bremsscheibe (13) und Reibbelag (16) der Bremsbacke (14) in Form einer verchromten, geschliffenen und polierten Bremsfläche (15) mit einer Rauheit <3,2 µm und eines Reibbelages (16) aus Teflon mit 25% Kohlenstoff aufgefüllt, exakt abgebremst werden, so daß max. 5% Drahtzugkraftschwankung über die gesamte Spulenfüllung realisiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte

• - die Verlegeeinrichtung (5) hält die aufzuwickelnde Stahldrahtlitze (9) jeweils senkrecht zur jeweiligen Ablaufspulenachse, wobei im Bereich des äußeren Spulenflansches (21) eine der beiden äußeren Aufwickelspulen (19) in bekannter Weise beginnend aufgewickelt wird,
• - entsprechend der Anzahl der axial nebeneinander angeordneten Aufwickelspulen (19) wird jeweils nach Füllen der in Arbeitsstellung befindlichen Aufwickelspule (19) die Verseilmaschine (1), einschließlich des Spulenpaketes (18) angehalten und das Spulenpaket (18) axial verschoben, so daß die nächste Aufwickelspule (19) sich in der Arbeitsstellung befindet, wobei die Stahldrahtlitze (9) über den Spulenflansch (21) der vorhergehenden Aufwickelspule (19), über eine zwischen den Aufwickelspulen (19) angeordnete Abweis- und Zentrierscheibe (20) und den Spulenflansch (21) der nachfolenden Aufwickelspule (19) geführt wird,
• - während des Anfahrens der Verseilmaschine (1), einschließlich des Spulenpaketes (18), wird die Stahldrahtlitze (9) von einem der auf dem Umfang der Abweis- und Zentrierscheibe (20) gleichmäßig verteilten Überführungselementen (25) erfaßt und auf die Spulennabe aufgelegt, so daß das Auflegen der Stahldrahtlitze (9) in unmittelbarerNähe des Spulenflansches (21) erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Verlegeeinrichtung (5) und die Verschiebung des Spulenpaketes (18) während seiner Neupositionierung mittels einesRechnersystems so erfolgt, daß der Aufwickelprozeß immer unmittelbar an dem Spulenflansch (21) beginnt, der an der zuletzt gefüllten Aufwickelspule (19) angrenzt.

5. Vorrichtung zur Herstellung hochfester Stahldrahtlitzen, bestehend aus einer Doppelschlagverseilmaschine (in-out) mit innerhalb des rotierenden Systems angeordneten und jeweils mittels einer Drahtzugbremse abgebremsten Ablaufspulen, einem nachgeordneten Abzug und einer Aufwickeleinrichtung mit Verlegeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Drahtzugbremse (2), bestehend aus einer tänzergeteuerten Bremse mit Bremsscheibe (13) und Bremsbacke (14), eine Reibpaarung in Form einer verchromten, geschliffenen und polierten Bremsfläche (15) der Bremsscheibe (13), mit einer Rauheit <3,2 µm und eines Reibbelages (16) der Bremsbacke (14) aus Teflon mit 25% Kohlenstoff aufweist, die max. 5% Drahtzugkraftschwankung über die gesamte Spulenfüllung zuläßt, im Bereich des 1. Umlenkpunktes des Verseilgutes eine konisch geformte Umlenkrolle (6) und im Bereich zwischen Ablaufspulen (3) und Umlenkrolle (6) ein gemeinsamer Verseilpunkt (8) für 1. und 2. Verseilschlag angeordnet sind, die zugehörigen Flyer (10) im Bereich des Überganges zur freien Flugkurve mit je einer Führungseinrichtung (11) in Form einer Führungsrolle bzw. eines Doppelnippels versehen sind, der nachgeordnete Abzug als Doppelscheibenabzug (4) mit Nachformeinrichtungen (17) einen Durchmessersprung zum größeren hin aufweist und die Aufwickeleinrichtung mit Verlegeeinrichtung (5) als drehbares, angetriebenes und seitlich verfahrbares Spulenpaket(18), bestehend aus mehreren axial nebeneinander angeordneten Aufwickelspulen (19), ausgeführt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spulenvolumen aller Aufwickelspulen (19) dem Spulenvolumen aller Ablaufspulen (3) entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axial nebeneinander angeordneten Aufwickelspulen (19) durch Abweis- und Zentrierscheiben (20), deren Außendurchmesser größer als der der Spulenflansche (21) ist, voneinander getrennt und in Eindrehungen (22) der Abweis- und Zentrierscheiben (20), die den Durchmesser der Spulenflansche (21) aufweisen, angeordnet und zentriert sind, Aufwickelspulen (19) und Abweis- und Zentrierscheiben (20) durch eine frei in den Bohrungen derselben angeordnete und stirnseitig mit je einem Stützflansch (23) versehene Achse (24) mit Verschraubungselementen (25) verspannt sind und beide Enden der Achse (24) die Gegenstücke der Aufwickleraufnahme (26) darstellen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang der Abweis- und Zentrierscheiben (20) gleichmäßig verteilte Überführungselemente (28) für die aufzuwickelnde Stahldrahtlitze (9) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführungselemente (28) sägezahnähnlich und geschränkt ausgeführt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Spulenpaket (18) nach Bedarf durch ein Tragrollenpaar (12) gegen ein unzulässiges Durchbiegen abgestützt ist.