EP0611363A1 - Spulenwechselvorrichtung. - Google Patents

Spulenwechselvorrichtung.

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Publication number
EP0611363A1
EP0611363A1 EP92923387A EP92923387A EP0611363A1 EP 0611363 A1 EP0611363 A1 EP 0611363A1 EP 92923387 A EP92923387 A EP 92923387A EP 92923387 A EP92923387 A EP 92923387A EP 0611363 A1 EP0611363 A1 EP 0611363A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bobbin
gripping arms
coil
movement
arms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP92923387A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0611363B1 (de
Inventor
Helmut Winkler
Hans-Georg Hoerndler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Niehoff GmbH and Co KG
Original Assignee
Maschinenfabrik Niehoff GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Niehoff GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Niehoff GmbH and Co KG
Publication of EP0611363A1 publication Critical patent/EP0611363A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0611363B1 publication Critical patent/EP0611363B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H67/00—Replacing or removing cores, receptacles, or completed packages at paying-out, winding, or depositing stations
    • B65H67/04—Arrangements for removing completed take-up packages and or replacing by cores, formers, or empty receptacles at winding or depositing stations; Transferring material between adjacent full and empty take-up elements
    • B65H67/0405—Arrangements for removing completed take-up packages or for loading an empty core
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H67/00—Replacing or removing cores, receptacles, or completed packages at paying-out, winding, or depositing stations
    • B65H67/04—Arrangements for removing completed take-up packages and or replacing by cores, formers, or empty receptacles at winding or depositing stations; Transferring material between adjacent full and empty take-up elements

Definitions

  • the present invention relates to a device for changing bobbins in a winding machine which receives a bobbin with a substantially vertical axis.
  • Dishwashers of the type in question are used to wind up or unwind all types of stranded goods.
  • Strand-like goods are, above all, products such as wire, wire bundles, strands, all of which can or may not be covered, glass fibers and the like.
  • the strand-like material is wound or unwound on spools after manufacture and usually also in the course of the further working or processing operations, the spools mostly consisting of metal. Due to the constantly increasing production speed of wire-producing and processing systems, the filling and emptying times of these coils are becoming shorter and shorter, even with large coil dimensions. It is therefore necessary for the rational operational sequence in such a system that the filled or emptied coils are changed relatively quickly against an empty coil or filled coil. With the German patent P 31 37 990 C2 a mobile automatic bobbin changing device has become known, which can be used, among other things, for changing bobbins on bobbins with a vertical bobbin axis.
  • This known bobbin changing device has a centrally rotatably mounted support arm, at the opposite ends of which a bobbin can be coupled.
  • the support arm is further provided with devices for rotating the coils coupled to its ends.
  • the bobbin changing device moves to the winder, an empty spool being arranged on one side of the support arm and rotating at the same speed as the winding spool located in the winder.
  • the bobbin changing device is brought into position on the winder and connected to the largely filled bobbin located in the winder, so that this bobbin is now driven by the bobbin changing device.
  • the support arm is then rotated by 180 °, the wire being cut and taped to the filled coil at the same time.
  • the wire entering the bobbin winder is placed on the bobbin and further wound there.
  • the bobbin changing device of the known type requires a certain time in order to be brought into the corresponding position after the bobbin changing request signal has been triggered by a bobbin winder. Furthermore, it takes a certain time until the bobbin changing device moves the filled bobbin to a corresponding magazine and a new empty bobbin has recorded so that another bobbin change can be carried out.
  • the use of such a mobile bobbin changing device therefore proves to be problematic if the filling times of the bobbins are reduced and therefore the number of bobbin changes to be carried out increases.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a bobbin changing device which, despite its simple construction, enables a bobbin change to be carried out quickly and reliably on a winding machine with a vertical winding axis.
  • the bobbin changing device has a bobbin support device which can be rotated about a vertical axis and on which four gripping arms are arranged so as to be rotatable.
  • the (inner) ends of the gripping arms are arranged so as to be rotatable about axes which are in the vicinity of this vertical axis.
  • a drive device is provided with which these gripping arms can be pivoted about their respective axes of rotation, at least the movement of two gripping arms being coupled to one another.
  • the bobbin support device with the four gripping arms can be raised in a substantially vertical direction by means of a lifting device.
  • the dimensions and swivel angle of the gripper arms and the coil supports are dimensioned such that the gripper arms each have a coil vertical axis can take, with the lower flange of the coil rests on the coil supports.
  • the bobbin located in the winding machine is referred to as a full bobbin and the other bobbin, which is to be replaced with this bobbin, is referred to as an empty bobbin.
  • the bobbin changing device according to the invention also works in reverse, i.e. if the winding machine is a drain device and the exchange of an empty bobbin takes place with a filled bobbin.
  • the empty spool is brought into a position by a handling device or a conveying device in which it can be gripped by two of the gripping arms which are assigned to one another in motion. As soon as the bobbin in the winding machine is full, this bobbin is also gripped by two of the gripper arms. It should be noted that the two coils can be gripped simultaneously or in succession.
  • the lifting device When both spools are gripped, the lifting device is actuated, whereby the spool supports come into contact with the lower flanges of the spools. The bobbins are raised, the full bobbin located in the winding machine being removed from the drive cone or the centering. If the dishwasher additionally has an upper sleeve to engage the central bore of the coil body from above, the sleeve is moved back out of the coil bore beforehand. Then a rotating device is actuated and the coil support device is pivoted through 180 * , whereby the empty coil and full coil swap positions. The lifting device is lowered, so that the empty spool rests on the drive cone of the winding machine, and the possibly existing quill is inserted into the central bore. The gripper arms are then moved away from the coils. Then can take place on winding or unwinding the strand-like material on or from the newly inserted bobbin.
  • the bobbin changing device In order to be able to use the bobbin changing device also in continuous processing processes, it is preferably combined with an intermediate store, on which a certain amount of the strand-like material can be temporarily stored.
  • the bobbin changing device also has the advantage that it has a simpler construction than the bobbin changing devices known in the prior art, so that it can be manufactured inexpensively. As a result, it is also possible in the case of larger systems to assign a corresponding individual bobbin changing device to each winding machine. 6
  • Another significant advantage of this bobbin changing device over other known bobbin changing devices is the fact that no special devices have to be provided in the winding machine for the operation of the bobbin changing device. For the bobbin changing machine to function, it is sufficient that there is a gap under the lower flange of the bobbin in which the bobbin supports can be inserted. Special devices for lifting the bobbins, for releasing or moving out the bobbins do not have to be attached to the winding machine.
  • the gripper arms can be designed to have a large swivel range. As a result, the gripper arms can move far away from the coils, so that the transport of the coils to and from the coil change position can be carried out without any problems.
  • Fig. 1 A plan view of an embodiment of the bobbin changing device according to the invention
  • FIG. 2 shows a side view of the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the described embodiment is used in connection with a winding machine on which wire is wound and in which the coil assumes a vertical position during the winding process.
  • the Coil 1 is a filled coil that is to be exchanged for the empty coil 2.
  • Each of the coils has an upper flange la, 2a and a lower flange lb, 2b.
  • the two flanges are connected to the winding core 1c, 2c, a cylindrical winding core being shown in the exemplary embodiment.
  • a conical winding core can also be used, in which case the smaller diameter of the conical winding core is then preferably at the bottom, ie on the lower flanges 1b, 2b.
  • the bobbin changing device designated overall by 10, has a bobbin support device 12 which can be pivoted about a (fictitious), essentially vertical axis 13.
  • the swivel range of the embodiment is dimensioned such that the coil support device can rotate about 185 ° about this axis 13.
  • a first upper plate 16, which is round in the exemplary embodiment, and a likewise round lower plate 18 are arranged at a distance from one another concentrically to this axis 13.
  • Four pivot pins 21 are fastened in these plates 16, 18, as can be seen in particular in the sectional illustration according to FIG. 2.
  • a bearing sleeve 23 is provided with a corresponding bore, the bearing preferably being carried out with roller bearings (not shown in FIGS. 1, 2).
  • a plate-shaped support 28 is arranged at the end of each gripper arm opposite the bearing sleeve, as can be seen in particular from the illustration according to FIG. 1 (dashed line there).
  • the support 28 is connected to jaws 30 which have a circular segment-shaped recess 31 for receiving the coil flange. 8th
  • two gripping arms namely the gripping arms 25 and 26 and the gripping arms 27 and 28, act together to hold the coils 1 and 2.
  • This interaction is effected by gears 34, which are each arranged concentrically to the pivot pin 21 and the bearing sleeve 23 adjacent to the lower plate, and the diameter of which is dimensioned such that the corresponding gears 34 of the interacting gripping arms mesh with one another. Since the interacting gripper arms are thereby kinematically coupled to one another, a pneumatically or hydraulically acting piston-cylinder unit 36 or 38 is sufficient to move the gripper arms towards and away from one another.
  • the piston stroke of the piston-cylinder unit 36 or »38 can be dimensioned such that the gripping arms can open so far that practically an angle of approximately 180 ° is formed between the respectively interacting gripping arms 25, 26 and 27, 28 . This, most open position of the gripping arms is shown in dashed lines in FIG. 1.
  • the bobbin support device is received by a base body 45 which, as can be seen in FIG. 2, is preferably fastened directly to the foundation 50 or the corresponding machine frame of the bobbin winder with fastening devices 48.
  • a plate 52 is arranged at a distance from the base body 45 and can be raised and lowered by means of piston-cylinder units 54, 55, the pistons of which are visible in the view according to FIG. 1.
  • the piston-cylinder units are confirmed hydraulically or pneumatically.
  • a support body 60 is rotatably held in the plate 52, this axis of rotation forming the pivot axis 13 of the bobbin changing device.
  • the support body 60 is supported in a known manner by roller bearings or the like. and is therefore not shown in the figures.
  • the rotary movement of the coil support device is effected in the exemplary embodiment by a rotary cylinder 62.
  • the rotary cylinder 62 which is actuated hydraulically or pneumatically, has a fixed part which is fixedly connected to the base body 45 and a rotatable part which is connected to the support body 60.
  • the rotary cylinder 62 internally has a reciprocating piston, this reciprocating piston being connected to a threaded spindle in such a way that the reciprocating movement of the piston is converted into a rotation of the movable part with respect to the fixed part. Since a pressure fluid is required anyway for the actuation of the piston-cylinder units 36, 38, the use of such a rotary cylinder is one 10 particularly inexpensive and structurally simple way to effect the rotary movement of the coil support device.
  • a swivel ring provided with a toothing on the coil support device concentrically to the axis 13, which is rotated via a pinion and a geared motor.
  • the bobbin changing device has a control device, which is not shown in the figures.
  • This control device is connected to one or more sensors which e.g. detect whether the coil 1 is filled, whether the coil 2 is in the correct position and the like.
  • the control device can issue control commands which cause the piston-cylinder units 36, 38, 54, 55 and the rotary cylinder 62 to be actuated.
  • the control device can also be integrated into a higher-level control device which serves to control larger parts of the production process.
  • the spool 2 While the spool 1 is being wound, the spool 2 is brought into a position by a handling or conveying device (not shown) in such a way that it can be gripped by the gripping arms 25, 26. This positioning of the coil is not hindered by the wide opening angle of these two gripping arms.
  • the piston-cylinder Unit 36 are operated to move the (open) gripper arms 25, 26 towards each other. This closing movement of the gripping arms is continued until these supports 28 engage under the lower coil flange 2b and the jaws 30 rest against the coil flange. It should be pointed out that the coil 2 is to be positioned so that it is possible to reach under the coil flange through the support 28.
  • the strand-like material entering the winding machine is cut and the end of the strand-like material is glued to the bobbin 1. This cutting and gluing can be done during the bobbin change.
  • a signal is output which causes the piston-cylinder unit 38 to be actuated.
  • the gripping arms 27 and 28 are moved towards one another until the supports 28 also engage under the lower flange 1b and the flange abuts the jaws 30.
  • the gripping arms can also be closed simultaneously.
  • the piston-cylinder units 54, 55 are actuated and the coil support device is raised.
  • the coil 1 detaches from the centering or from the receiving cone.
  • the rotary cylinder 62 is actuated and the coil support device is pivoted through 180 °.
  • the correct position can be taken by stops or by appropriate sensors 12 can be ensured.
  • the coil 1 and coil 2 have now swapped their position in the illustration according to FIGS. 1 and 2.
  • the piston-cylinder units 54, 55 are actuated again and the bobbin support device is lowered, as a result of which the empty bobbin is received by the centering or the receiving cone of the bobbin winder.
  • the free wire end is then connected in a suitable manner to the empty spool and the winding process is continued.
  • the winding machine is preferably preceded by a storage device in which the strand-like material is temporarily stored during the winding change.
  • This arrangement has the advantage that a continuous production process is not interrupted by the spool change.
  • a bobbin winder is preferably used, in which the bobbin rotates during the winding or unwinding process.
  • the bobbin changing device can also be used with a bobbin winder in which the bobbin stands still during winding and the winding takes place by means of a laying device rotating around the bobbin.

Landscapes

  • Replacing, Conveying, And Pick-Finding For Filamentary Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)
  • Outside Dividers And Delivering Mechanisms For Harvesters (AREA)

Description

Spulenwechsel orrichtung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wechseln von Spulen bei einer Spulmaschine, die eine Spule mit einer im wesentlichen vertikalen Achse aufnimmt.
Spülmaschinen der hier in Rede stehenden Art werden verwendet, um alle Arten von strangförmigem Gut aufzuwickeln oder abzuwickeln. Unter strangförmigem Gut sind dabei vor allen Dingen Erzeugnisse wie Draht, Drahtbündel, Litzen, wobei alle diese Erzeugnisse ummantelt oder nicht ummantelt sein können, Glasfasern und dgl. zu verstehen.
Das strangförmige Gut wird nach der Herstellung und üblicherweise auch im Laufe der weiteren Be- bzw. VerarbeitungsVorgänge auf Spulen aufgewickelt bzw. abgewickelt, wobei die Spulen meist aus Metall bestehen. Durch die ständig zunehmende Produktionsgeschwindigkeit von drahterzeugenden und -verarbeitenden Anlagen werden, auch bei großen Spulenabmessungen, die Füllzeiten und Entleerungszeiten dieser Spulen immer kürzer. Es ist deshalb für den rationellen Betriebsablauf in einer derartigen Anlage erforderlich, daß die gefüllten bzw. entleerten Spulen relativ schnell gegen eine Leerspule bzw. gefüllte Spule gewechselt werden. Mit dem deutschen Patent P 31 37 990 C2 ist eine fahrbare automatische Spulenwechselvorrichtung bekannt geworden, die u.a. zum Spulenwechseln an Spulern mit vertikaler Spulenachse verwendet werden kann. Diese bekannte Spulenwechselvorrichtung weist einen mittig drehbar gelagerten Tragarm auf, an dessen entgegengesetzten Enden jeweils eine Spule angekuppelt werden kann. Der Tragarm ist weiterhin mit Vorrichtungen versehen, um die an seinen Enden angekuppelten Spulen zu drehen. Um einen Spulenwechsel bei einem Spuler, der z.B. Draht aufwickelt, auszuführen, fährt die Spulenwechselvorrichtung zum Spuler, wobei an einer Seite des Tragarmes eine Leerspule angeordnet ist, welche mit gleicher Drehzahl rotiert, wie die im Spuler befindliche Aufwickelspule. Die Spulenwechselvorrichtung wird am Spuler in Position gebracht und mit der im Spuler befindlichen, weitestgehend gefüllten Spule verbunden, so daß der Antrieb dieser Spule nun über die Spulenwechselvorrichtung erfolgt. Der Tragarm wird dann um 180° gedreht, wobei gleichzeitig der Draht geschnitten und an der gefüllten Spule abgeklebt wird. Sobald die Leerspule die Position der gefüllten Spule im Spuler eingenommen hat, wird der in den Spuler einlaufende Draht auf die Spule aufgelegt und dort weiter aufgewickelt.
Obwohl diese Spulenwechselvorrichtung sehr zufriedenstellend arbeitet, ergeben sich durch die ständige Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit Probleme. Die Spulenwechselvorrichtung der bekannten Art benötigt eine bestimmte Zeit, um nach Auslösen des Spulenwechsel- Anforderungssignals durch einen Spuler in die entsprechende Position gebracht zu werden. Weiterhin dauert es eine gewisse Zeit, bis die Spulenwechselvorrichtung die gefüllte Spule zu einem entsprechenden Magazin gefahren und eine neue Leerspule aufgenommen hat, so daß ein weiterer Spulenwechsel ausgeführt werden kann. Der Einsatz einer solchen fahrbaren Spulenwechselvorrichtung erweist sich deshalb als problematisch, wenn die Füllzeiten der Spulen verringert werden und darum die Anzahl der auszuführenden Spulenwechsel steigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Spulenwechseleinrichtung zu schaffen, die es trotz einfachem Aufbau ermöglicht, einen Spulenwechsel an einer Spulmaschine mit vertikaler Spulachse schnell und zuverlässig auszuführen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.
Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Spulenwechselvorrichtung weist eine um eine vertikale Achse drehbare Spulentrageinrichtung auf, an der vier Greifarme drehbeweglich angeordnet sind. Dabei sind die (inneren) Enden der Greifarme um Achsen drehbeweglich angeordnet, die in der Nähe dieser vertikalen Achse liegen. Es ist eine Antriebsvorrichtung vorgesehen, mit der diese Greifarme um ihre jeweiligen Drehachsen geschwenkt werden können, wobei jeweils zumindest die Bewegung von zwei Greifarmen miteinander gekoppelt ist. Am anderen (äußeren) Ende jedes Greifarmes ist zumindest eine Spulenauflage vorgesehen. Die Spulentrageinrichtung mit den vier Greifarmen kann mittels einer Hubeinrichtung in im wesentlichen vertikaler Richtung angehoben werden. Die Abmessungen und Schwenkwinkel der Greifarme sowie die Spulenauflagen sind so bemessen, daß die Greifarme jeweils eine Spule mit vertikaler Achse ergreifen können, wobei der untere Flansch der Spule auf den Spulenauflagen aufliegt.
Diese Gestaltung ermöglicht einen besonders schnellen und funktionssicheren Spulenwechsel, wie im folgenden erläutert wird. Dabei wird der Einfachheit halber die in der Spulmaschine befindliche Spule als Vollspule, und die andere Spule, die gegen diese Spule gewechselt werden soll, als Leerspule bezeichnet. Selbstverständlich funktioniert die erfindungsgemäße Spulenwechselvorrichtung aber auch in umgekehrter Weise, d.h. wenn die Spulmaschine eine AblaufVorrichtung ist und der Wechsel einer leergewordenen Spule gegen eine gefüllte Spule erfolgt.
Die Leerspule wird durch eine Handhabungseinrichtung oder eine Fördereinrichtung in eine Position gebracht, in welcher sie durch zwei der einander bewegungszugeordneten Greifarme ergriffen werden kann. Sobald die in der Spulmaschine befindliche Spule voll ist, wird auch diese Spule durch zwei der Greifarme ergriffen. Es ist darauf hinzuweisen, daß das Ergreifen der beiden Spulen simultan erfolgen kann oder aber hintereinander.
Wenn beide Spulen gegriffen sind, wird die Hubeinrichtung betätigt, wodurch die Spulenauflagen in Kontakt mit den unteren Flanschen der Spulen kommen. Die Spulen werden angehoben, wobei die in der Spulmaschine befindliche Vollspule vom Antriebskonus oder der Zentrierung entfernt wird. Falls die Spülmaschine zusätzlich eine obere Pinole aufweist, um von oben in die Zentralbohrung des Spulenkörpers einzugreifen, wird die Pinole vorher aus der Spulenbohrung zurückgefahren. Anschließend wird eine Dreheinrichtung betätigt, und die Spulentrageinrichtung um 180* geschwenkt, wodurch Leerspule und Vollspule ihre Positionen tauschen. Die Hubvorrichtung wird abgesenkt, so daß die Leerspule auf dem Antriebskonus der Spulmaschine aufliegt, und die gegebenenfalls vorhandene Pinole wird in die Zentralbohrung eingefahren. Anschließend werden die Greifarme von den Spulen wegbewegt. Dann kann auf Aufwickeln bzw. das Abwickeln des strangförmigen Gutes auf die oder von der neu in die Spulmaschine eingesetzten Spule erfolgen.
Um die Spulenwechselvorrichtung auch bei kontinuierlichen Verarbeitungsprozessen einsetzen zu können, wird sie vorzugsweise mit einem Zwischenspeicher kombiniert, auf dem kurzfristig eine bestimmte Menge des strangförmigen Gutes zwischengespeichert werden kann.
Versuche haben gezeigt, daß mit der erfindungsgemäßen Spulenwechselvorrichtung Spulenwechselzeiten verwirklicht werden können, die deutlich unter einer Minute liegen. Diese kurze Spulenwechselzeit hat für den praktischen Betrieb wesentliche Vorteile. Falls durch den Spulenwechsel der jeweilige Produktionsprozeß unterbrochen wird, dauert diese Unterbrechung nur sehr kurz und wirkt sich somit nicht wesentlich auf den Betriebsablauf aus. Wird dagegen während der Unterbrechung des Spulvorganges durch den Spulenwechsel ein Zwischenspeicher verwendet, um den Produktionsprozeß nicht zu unterbrechen, so kann dieser Speicher entsprechend klein und damit kostengünstig dimensioniert werden.
Die Spulenwechselvorrichtung hat weiterhin den Vorteil, daß sie gegenüber den im Stand der Technik bekannten Spulenwechselvorrichtungen einfacher aufgebaut ist, so daß sie kostengünstig hergestellt werden kann. Dadurch ist es auch bei größeren Anlagen möglich, jeder Spulmaschine eine entsprechend eigene Spulenwechseleinrichtung zuzuordnen. 6
Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Spulenwechselvorrichtung gegenüber anderen bekannten Spulenwechselvorrichtungen ist darin zu sehen, daß für den Betrieb der Spulenwechselvorrichtung keine besonderen Einrichtungen bei der Spulmaschine vorgesehen werden müssen. Zur Funktion der Spulenwechselmaschine ist es ausreichend, daß ein Spalt unter dem unteren Flansch der Spule vorhanden ist, in den die Spulenauflagen eingeführt werden können. Besondere Einrichtungen zum Anheben der Spulen, zum Freigeben oder Herausfahren der Spulen müssen nicht an der Spulmaschine angebracht sein.
Ein weiterer Vorteil ist, daß die Greifarme so gestaltet werden können, daß sie einen großen Schwenkbereich aufweisen. Dadurch können sich die Greifarme weit von den Spulen entfernen, so daß der An- und Abtransport der Spulen in die Spulenwechselposition unproblematisch durchgeführt werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung. Darin zeigen in schematischer Weise:
Fig. 1: Eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spulenwechselvorrichtung;
Fig. 2: eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel wird im Zusammenhang mit einer Spulmaschine verwendet, auf welche Draht aufgewickelt wird, und bei der die Spule während des Wickelvorganges eine vertikale Position einnimmt. Bei der Darstellung gemäß Fig. 2 wird davon ausgegangen, daß die Spule 1 eine gefüllte Spule ist, die gegen die Leerspule 2 zu wechseln ist. Jede der Spulen weist einen oberen Flansch la, 2a und einen unteren Flansch lb, 2b auf. Die beiden Flansche sind mit dem Wickelkern lc, 2c verbunden, wobei beim Ausführungsbeispiel ein zylindrischer Wickelkern dargestellt ist. Statt des zylindrischen Wickelkerns kann auch ein konischer Wickelkern eingesetzt werden, wobei sich dann vorzugsweise der kleinere Durchmesser des konischen Wickelkernes unten, d.h. an den unteren Flanschen lb, 2b befindet.
Die insgesamt mit 10 bezeichnete Spulenwechselvorrichtung weist eine Spulentrageinrichtung 12 auf, welche um eine (fiktive), im wesentlichen vertikale Achse 13 schwenkbar ist. Der Schwenkbereich des Ausführungsbeispieles ist so bemessen, daß die Spulentrageinrichtung sich um ca. 185° um diese Achse 13 drehen kann. Konzentrisch zu dieser Achse 13 sind eine erste, beim Ausführungsbeispiel runde, obere Platte 16 und eine, ebenfalls runde, untere Platte 18 im Abstand zueinander angeordnet. In diesen Platten 16, 18 sind vier Schwenkbolzen 21 befestigt, wie insbesondere in der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 zu sehen ist. An jedem der vier Schwenkbolzen 21 ist eine, mit einer entsprechenden Bohrung versehene Lagerhülse 23 gelagert, wobei die Lagerung vorzugsweise mit, in der Fig. 1, 2 nicht dargestellten, Wälzlagern erfolgt. An diesen Lagerhülsen 23 sind vier Greifarme 25, 26, 27 und 28 befestigt. An dem, der Lagerhülse gegenüberliegenden Ende jedes Greifarmes ist eine plattenförmige Auflage 28 angeordnet, wie dies insbesondere aus der Darstellung gemäß Fig. 1 (dort gestrichelt) zu erkennen ist. Die Auflage 28 ist mit Backen 30 verbunden, die eine kreissegmentförmige Ausnehmung 31 zur Aufnahme des Spulenflansches aufweisen. 8
Beim gezeigten Ausführungsbeispieϊ wirken jeweils zwei Greifarme, nämlich die Greifarme 25 und 26 sowie die Greifarme 27 und 28 zusammen, um die Spulen 1 und 2 zu halten. Dieses Zusammenwirken wird durch Zahnräder 34 bewirkt, die jeweils konzentrisch zu den Schwenkbolzen 21 und der Lagerhülse 23 benachbart zur unteren Platte angeordnet sind, und deren Durchmesser so bemessen ist, daß die entsprechenden Zahnräder 34 der miteinander zusammenwirkenden Greifarme miteinander kämmen. Da die zusammenwirkenden Greifarme dadurch kinematisch miteinander gekoppelt sind, genügt jeweils eine pneumatisch oder hydraulisch wirkende Kolben-Zylinder- Einheit 36 bzw. 38, um die Greifarme aufeinander zu- und voneinander wegzubewegen. Dabei kann der Kolbenhub der Kolben-Zylinder-Einheit 36 bzw» 38 so bemessen werden, daß sich die Greifarme so weit öffnen können, daß sich praktisch ein Winkel von ca. 180° zwischen den jeweils zusammenwirkenden Greifarmen 25, 26 und 27, 28 bildet. Diese, am weitesten geöffnete Position der Greifarme ist gestrichelt in der Fig. 1 dargestellt.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß es auch möglich ist, die Schwenkbolzen 21 und die Zahnräder 34 so anzuordnen und so zu bemessen, daß alle vier Zahnräder 34 miteinander kämmen und somit alle vier Greifarme kinematisch miteinander gekoppelt sind. Dies hat den Vorteil, daß insgesamt nur eine Kolben-Zylinder-Einheit benötigt wird, um die Greifarme zu betätigen. Dem steht jedoch als Nachteil gegenüber, daß die Spulenwechseleinrichtung dann nur Spulen wechseln kann, welche den gleichen Durchmesser aufweisen.
Falls die Möglichkeit besteht, daß, z.B. um die Anforderungen unterschiedlicher Abnehmer zu erfüllen, ein Spulenwechsel von einer Spule 1 mit großem Durchmesser gegen eine Spule 2 mit kleinerem Durchmesser vorkommt, sollte der Version mit zwei Kolben-Zylinder-Einheiten 36, 38 und nur zwei bewegungsmäß gekoppelten Greifarmen der Vorzug gegeben werden.
Die Spulentrageinrichtung wird von einem Basiskörper 45 aufgenommen, der vorzugsweise, wie in Fig. 2 zu sehen, mit Befestigungseinrichtungen 48 unmittelbar am Fundament 50 oder dem entsprechenden Maschinengestell der Spulmaschine befestigt ist. Im Abstand zum Basiskörper 45 ist eine Platte 52 angeordnet, welche mittels Kolben-Zylinder- Einheiten 54, 55, deren Kolben in der Ansicht gemäß Fig. 1 sichtbar sind, gehoben und gesenkt werden können. Die Kolben-Zylinder-Einheiten werden hydraulisch oder pneumatisch bestätigt.
Ein Tragkörper 60 ist drehbar in der Platte 52 gehalten, wobei diese Drehachse die Schwenkachse 13 der Spulenwechselvorrichtung bildet. Die Lagerung des Tragkörpers 60 erfolgt in bekannter Weise durch Wälzlager od.dgl. und ist in den Figuren deshalb nicht dargestellt.
Die Drehbewegung der Spulentrageinrichtung wird beim Ausführungsbeispiel durch einen Drehzylinder 62 bewirkt. Der Drehzylinder 62, der hydraulisch oder pneumatisch betätigt wird, weist ein feststehendes Teil auf, das fest mit dem Basiskörper 45 verbunden ist und ein drehbares Teil, welches mit dem Tragkörper 60 verbunden ist. Der Drehzylinder 62 weist intern einen Hubkolben auf, wobei dieser Hubkolben derartig mit einer Gewindespindel verbunden ist, daß die Hubbewegung des Kolbens in eine Drehung des beweglichen Teiles gegenüber dem befestigten Teil umgewandelt wird. Da für die Betätigung der Kolben- Zylinder-Einheiten 36, 38 ohnehin ein Druckfluid benötigt wird, ist die Verwendung eines solchen Drehzylinders eine 10 besonders kostengünstige und konstruktive einfache Möglichkeit, um die Drehbewegung der Spulentrageinrichtung zu bewirken.
Statt eines solchen Drehzylinders können aber auch andere geeignete Einrichtungen verwendet werden. Insbesondere ist es möglich, an der Spulentrageinrichtung einen mit einer Verzahnung versehenen Drehkranz konzentrisch zur Achse 13 anzuordnen, der über ein Ritzel und einen Getriebemotor gedreht wird.
Die Spulenwechselvorrichtung weist eine Steuereinrichtung auf, die in den Figuren nicht dargestellt ist. Diese Steuereinrichtung ist mit einem oder mehreren Sensoren verbunden, welche z.B. erfassen, ob die Spule 1 gefüllt ist, ob die Spule 2 sich in der richtigen Position befindet und dergleichen. Die Steuereinrichtung kann Steuerbefehle ausgeben, welche bewirken, daß die Kolben- Zylinder-Einheiten 36, 38, 54, 55 und der Drehzylinder 62 betätigt werden. Die Steuereinrichtung kann auch in eine übergeordnete Steuereinrichtung integriert werden, die zur Steuerung von größeren Teilen des Produktionsprozesses dient.
Die Funktion dieser Vorrichtung ist wie folgt:
Während die Spule 1 bewickelt wird, wird durch eine (nicht dargestellte) Handhabungs- oder Fördereinrichtung die Spule 2 in eine Position gebracht, daß sie durch die Greifarme 25, 26 ergriffen werden kann. Durch den weiten Öffnungswinkel dieser beiden Greifarme wird dieses Positionieren der Spule nicht behindert.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 kann, sobald die Spule 2 positioniert ist, die Kolben-Zylinder- Einheit 36 betätigt werden, um die (geöffneten) Greifarme 25, 26 aufeinander zu zubewegen. Diese Schließbewegung der Greifarme wird so lange fortgesetzt, bis diese Auflagen 28 unter den unteren Spulenflansch 2b greifen und die Backen 30 am Spulenflansch anliegen. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Spule 2 dafür so zu positionieren ist, daß ein Untergreifen des Spulenflansches durch die Auflage 28 möglich ist.
Sobald die Spule 1 voll bewickelt ist, wird das in die Spulmaschine einlaufende strangförmige Gut geschnitten und das Ende des strangförmigen Gutes auf der Spule 1 verklebt. Dieses Abschneiden und Kleben kann während des Spulenwechsels erfolgen.
Wenn die Steuereinrichtung ein Signal aufgenommen hat, daß die Spule 1 gefüllt ist, wird ein Signal ausgegeben, welches veranlaßt, daß die Kolben-Zylinder-Einheit 38 betätigt wird. Die Greifarme 27 und 28 werden aufeinander zubewegt, bis die Auflagen 28 ebenfalls unter den unteren Flansch lb greifen und der Flansch an den Backen 30 anliegt.
Das Schließen der Greifarme kann, wie erwähnt, auch simultan durchgeführt werden.
Nachdem beide Spulen gegriffen sind, werden die Kolben- Zylinder-Einheiten 54, 55 betätigt und die Spulentrageinrichtung angehoben. Dabei löst sich die Spule 1 von der Zentrierung bzw. vom Aufnahmekonus. Sobald die Spule 1 frei ist, was ggfs. durch einen entsprechenden Sensor erfaßt bzw. geprüft werden kann, wird der Drehzylinder 62 betätigt und die Spulentrageinrichtung um 180° verschwenkt. Die Einnahme der korrekten Position kann durch Anschläge oder durch entsprechende Sensoren 12 sichergestellt werden. Die Spule 1 und Spule 2 haben nun ihre Position in der Darstellung gemäß den Fig. 1 und 2 vertauscht. Danach werden die Kolben-Zylinder-Einheiten 54, 55 erneut betätigt und die Spulentrageinrichtung abgesenkt, wodurch die Leerspule von der Zentrierung oder dem Aufnahmekonus der Spulmaschine aufgenommen wird. Anschließend wird das freie Drahtende in geeigneter Weise mit der Leerspule verbunden und der Aufwickelprozeß fortgesetzt.
Um den Produktionsprozeß nicht zu unterbrechen, wird der Spulmaschine vorzugsweise eine Speichereinrichtung vorgeschaltet, in welcher das strangförmige Gut während des Spulwechsels zwischengespeichert wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß ein kontinuierlicher Produktionsprozeß durch den Spulenwechsel nicht unterbrochen wird.
In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Spulenwechselvorrichtung wird vorzugsweise eine Spulmaschiene verwendet, bei welcher sich die Spule während des Aufwickel- bzw. Abwickelvorganges dreht. Gemäß einem anderen, zu bevorzugenden Ausführungsbeispiel, kann die Spulenwechselvorrichtung aber auch mit einer Spulmaschine verwendet werden, bei der die Spule während des Bewickeins stillsteht und das Aufwickeln mittels einer um die Spule rotierenden Verlegeeinrichtung erfolgt. Weiterhin ist es möglich, die erfindungsgemäße Spulenwechselvorrichtung auch in Verbindung mit einer Abzugsvorrichtung zu verwenden, bei welcher der Abzug über Kopf oder mittels eines Abwickelflyers erfolgt.

Claims

Patentansprüche
1. Automatische Spulenwechselvorrichtung für
Spulmaschinen mit vertikaler Wickelachse, mit einer um eine vertikale Achse drehbaren Spulentrageinrichtung, welche zwei um ca. 180° versetzte Spulenhaltepositionen aufweist, in denen jeweils Spulenhalteeinrichtungen zum Halten einer Spule angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spulentrageinrichtung vier Greifarme mit jeweils einem ersten, inneren Ende aufweist, welches drehbar in der Nähe dieser vertikalen Achse gelagert ist, wobei die Drehachse jedes Greifarmes parallel zu dieser vertikalen Achse ist,
daß die Drehbewegung von zumindest jeweils zwei dieser Greifarme miteinander gekoppelt ist,
daß eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, welche eine Drehbewegung dieser Greifarme um diese Drehachsen bewirkt,
daß an jedem anderen, äußeren Ende dieser Greifarme zumindest eine.Spulenauflage angeordnet ist,
daß eine Hubeinrichtung vorgesehen ist, um die Spulentrageinrichtung insgesamt anzuheben, und
daß diese Greifarme und diese Antriebseinrichtung so dimensioniert sind, daß diese beiden einander zugeordneten Greifarme jeweils derart in bezug auf 14 die Spule bewegbar sind, daß die Spulenauflage unterhalb des Flansches der Spulen positioniert ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Greifarm drehfest mit einem Ritzel verbunden ist, welches derart angeordnet ist, daß es mit dem entsprechenden Ritzel des diesem Greifarme bewegungsmäßig zugeordneten Greifarm kämmt.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese beiden, einander bewegungsmäßig zugeordneten Greifarme mit einer doppelt wirkenden Kolben-Zylinder-Einheit miteinander verbunden sind, derart, daß die beiden Greifarme bei Betätigung der Kolben-Zylinder-Einheit voneinander weg und aufeinander zu bewegbar sind.
4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle vier Greifarme bewegungsmäßig miteinander gekoppelt sind.
5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegungsmäßige Kopplung der Greifarme durch vier Zahnräder bewirkt wird, die jeweils konzentrisch zur Drehachse der Greifarme angeordnet und drehfest mit diesen verbunden sind, wobei die Zahnräder der einander benachbarten Greifarme jeweils im Eingriff miteinander stehen.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine doppelt wirkende Kolben- Zylinder-Einheit vorgesehen ist, welche mit zwei Greifarmen verbunden ist, um eine Schwenkbewegung aller vier Greifarme zu bewirken. 15
Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenauflagen jeweils mit einer Backe verbunden sind, welche am Außendurchmesser des Spulenflansches anliegt, wenn die Auflage unter dem Spulenflansch positioniert ist.
8. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung durch zwei Kolben-Zylinder-Einheiten bewirkt wird, welche symmetrisch zu dieser vertikalen Achse angeordnet sind.
9. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Spulentrageinrichtung um diese vertikale Achse durch einen Drehzylinder bewirkt wird.
10. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel der Greifarme derart bemessen ist, daß der Öffnungswinkel zwischen zwei einander bewegungsmäßig zugeordneten Greifarmen ungefähr 180° beträgt.
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