EP1611970A1

EP1611970A1 - Spuler und Verfahren zum Betreiben eines Spulers

Info

Publication number: EP1611970A1
Application number: EP05013785A
Authority: EP
Inventors: Heiner Kudrus
Original assignee: Schumag AG
Current assignee: Schumag AG
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2006-01-04
Also published as: US20060000939A1; DE102004058330A1

Abstract

Um herkömmliche Spuler, wie sie beispielsweise zum Aufwickeln von Kupferrohren zur Anwendung kommen, weiter zu entwickeln, schlägt die Erfindung einen Spuler mit einem Spulaggregat vor, bei welchem das Spulaggregat auf einem Schlitten angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft Spuler, wie sie beispielsweise zum Aufwickeln von Kupferrohren zur Anwendung kommen, und ein diesbezügliches Verfahren zum Betreiben eines derartigen Spulers. Derartige Spuler können auch zwei Spulaggregate aufweisen, sie werden dann unter anderem Doppelspuler genannt, sind dann auf einem Drehteller angeordnet, so dass sie abwechselnd einer entsprechenden Zufuhreinrichtung, wie beispielsweise einem vorgeschalteten Biegeapparat, zugedreht, so dass dann auf einem der Spulaggregate ein Aufwickeln durchgeführt werden kann, während auf dem anderen, abgewandten Spulaggregat Zwischen- bzw. Nebentätigkeiten, wie beispielsweise ein Abbinden der Spule und ein Entfernen der Spule von dem Spulaggregat, vorgenommen werden können. Insbesondere betrifft die Erfindung Spuler mit zumindest zwei Spulaggregaten, die zwischen einer Spulposition und einer Nebenarbeitsposition verlagerbar sind. Die Erfindung betrifft auch Spuler mit zumindest einem verlagerbaren Spulaggregat. Darüber hinaus betrifft die Erfindung Spuler mit einem Spulkörper zum Aufspulen eines Werkstücks, wobei der Spulkörper zumindest einen Spulzylinder und zumindest einen Spulflansch sowie zumindest eine Werkstückfixierung aufweist.
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, bei einem Spuler mit einem Spulaggregat den Wechsel von Spulen zu beschleunigen.
Als Lösung schlägt die Erfindung einen Spuler mit zumindest zwei Spulaggregaten vor, welcher sich dadurch auszeichnet, dass jedes der Spulaggregate auf einem separaten Schlitten angeordnet ist.
Mittels des Schlittens ist das Spulaggregat aus einer Spulposition heraus verlagerbar, sodass ein Zugang zu einer auszuwechselnden Spule vorteilhaft gestaltet und damit insbesondere ein Wechsel der Spule besonders schnell vorgenommen werden kann.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass der Spuler zumindest zwei verlagerbare Spulaggregate auf separaten Schlitten aufweist.
Hierdurch wird es möglich, die Spulaggregate um möglichst kleine Wege, insbesondere um weniger als eine Drehung um 180° sowie die entsprechende durch einen Drehteller bedingte Verlagerung, zu verlagern, wodurch der Wechsel beschleunigt und dementsprechend Stillstandzeiten verringert werden können.
Der Zeitraum zum Wechseln einer Spule und damit auch die gesamte Rüstzeit des Spulers kann somit weiter verkürzt werden, da bereits während des Austauschens einer ersten Spule eine zweite Spule in die Spulposition gebracht werden kann. Damit kann der Spuler seine Spulfunktion auf Grund der zweiten Spule bereits wieder aufnehmen, während die erste Spule noch gewechselt wird.
Kumulativ oder alternativ wird die Aufgabe der Erfindung auch von einem Verfahren zum Betreiben eines Spulers mit einem oder mehreren Spulaggregaten gelöst, bei welchem ein Spulaggregat beim Wechseln einer Spule an einem Schlitten zwischen einer Spulposition und einer Nebenarbeitsposition hin und her bewegt wird. Durch die Möglichkeit, das Spulaggregat bei Bedarf mittels eines Schlittens zwischen einer Spulposition und einer Nebenarbeitsposition zu verlagern, ist ein Wechsel einer Spule wesentlich erleichtezt, so dass dieser Wechsel auch schneller durchgeführt werden kann.
Vorzugsweise sind die Schlitten separat angetrieben. Hierdurch können insgesamt kleinere Antriebe verwendet werden, als wenn mittels eines Antriebs mehrere Spulaggregate gleichzeitig bewegt werden müssten. Somit lässt sich überproportional Gewicht an Antriebsgetrieben und ähnlichem einsparen, so dass bei vergleichbaren Kosten für den Antrieb zur Verlagerung der Spulaggregate wesentlich größere Verlagerungsgeschwindigkeiten erzielt bzw. bei vergleichbaren Verlagerungsgeschwindigkeiten kostengünstigere Antriebe genutzt werden können. Auch können die Bewegungen der beiden Schlitten zu unterschiedlichen Zeitpunkten verlaufen und diesbezüglich optimiert werden, wodurch die diesbezüglichen Zeiten minimiert werden können. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es auch denkbar, einen identischen Antriebsmotor zu verwenden, der zu bestimmten Zeiten mit seiner Maximalkraft eine Beschleunigung eines Schlittens initialisiert und zu anderen Zeiten die Beschleunigung eines anderen Schlittens bedingt, wodurch sich die Aggregatskosten weiter reduzieren lassen und insbesondere auch die Größe der Gesamtanordnung weiter sinkt, was wiederum die Kräfte zu deren Beschleunigung und Abbremsen weiter reduziert.
Die Schlitten können vorzugsweise um unterschiedliche Drehpunkte verlagerbar sein. Auf diese Weise können die Drehradien sehr klein gewählt werden, wodurch die während der Bewegung auftretenden Drehmomente minimiert werden können. Dieses ermöglicht dementsprechend kleinere Schlittenantriebe und/oder entsprechend höhere Bewegungsgeschwindigkeiten.
Insbesondere ist es auch vorteilhaft, die Drehpunkte unterhalb der Spulaggregate, nach Möglichkeit unterhalb des Schwerpunktes der Spulaggregate, anzuordnen, wodurch die zur Bewegung notwendigen Momente erheblich verringert werden können, was entsprechend vorteilhaft ist.
Es ist andererseits auch möglich, die Schlitten entlang linearer Verlagerungsbahnen, insbesondere auch entlang geradliniger Verlagerungsbahnen, zu verlagern. Prinzipiell können nahezu beliebige Verlagerungsbahnen realisiert werden, insbesondere falls komplexe räumliche Gegebenheiten zu berücksichtigen sind.
Kumulativ bzw. alternativ können die Spulaggregate zwischen einer Spulposition und einer Nebenarbeitsposition verlagerbar sein, wobei diese beiden Positionen in einem Winkel kleiner 180° zueinander angeordnet sind. Insbesondere können die beiden Aggregate in einem Winkel kleiner 180° zueinander stehen, wenn eines der beiden Aggregate in seiner Spulposition und das andere der beiden Aggregate in seiner Nebenarbeitsposition befindlich ist. Hierdurch können die Wege zwischen diesen beiden Positionen unabhängig von den übrigen Merkmalen vorstehend beschriebener Erfindung minimiert werden.
In diesem Zusammenhang ist, unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung, eine Verfahrensvariante vorteilhaft, welche sich dadurch auszeichnet, dass ein Spulaggregat während des Verfahrens zwischen der Spulposition und der Nebenarbeitsposition um einen Winkel kleiner als 180° um eine Vertikaldrehachse gedreht wird. Durch einen Drehwinkel kleiner 180° um eine vertikale Drehachse werden zu große Verfahrwege vermieden. Dadurch wird eine weitere Beschleunigung eines Wechselvorgangs erzielt.
Insbesondere können diese beiden Positionen in einem Winkel kleiner oder gleich 90° zueinander angeordnet sein. Insbesondere in diesem Fall können linear wirksame Antriebe, wie hydraulisch bzw. pneumatisch angetriebene Kolben oder ähnliches, zur Anwendung kommen, die verhältnismäßig kostengünstig und schnell sind, wodurch die Rüstzeiten weiter minimiert werden können.
Allein die geringen Drehwinkel bewirken eine schnellere Rüstzeit, sodass alle damit in Zusammenhang stehenden Merkmale auch unabhängig von den übrigen Merkmalen der Erfindung vorteilhaft sind.
Kumulativ bzw. alternativ zu den vorgenannten Lösungen kann insbesondere bei einem Spuler mit zumindest einem verlagerbaren Spulaggregat das Spulaggregat auf einem Gleitlager gelagert sein. Ein derartiges Gleitlager baut verhältnismäßig niedrig und kann aufgrund der großen zur Verfügung stehenden Gleitflächen unterhalb eines Spulaggregates mit verhältnismäßig niedrigen Flächenanpressungen arbeiten, so dass hierdurch eine energiearme Verlagerung ermöglicht wird.
In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn eine Gleitfläche des Gleitlagers eine Untergrundfläche, wie etwa eine Bodenplatte, ist, auf welchem das Spulaggregat angeordnet ist. Wird die Untergrundfläche als Gleitfläche für ein Gleitlager genutzt, ist der Aufbau des gesamten Gleitlagers des Spulaggregates konstruktiv besonders einfach aufgebaut, so dass das gesamte Gleitlager besonders niedrig baut. Hierdurch ist es vorteilhafter Weise überflüssig, in einem Hallenfundament besonders tiefe Aushebungen vorzunehmen, wie dies bei bekannten Lagerungen von gattungsgemäßen Spulaggregaten der Fall ist. Gegebenfalls kann, insbesondere unter geeigneter Berücksichtigung des gesamten Bodenaufbaus, auf gesonderte Aushebungen zur Gänze verzichtet werden.
Auf Grund der vorstehend beschriebenen Vorzüge sind die Merkmale im Zusammenhang mit dem Gleitlager auch ohne die übrigen Merkmale vorliegender Erfindung vorteilhaft.
Darüber hinaus kann eine derartige gleitende Lagerung, kumulativ bzw. alternativ zu der Verwendung eines Gleitlagers, bei einem Spuler insbesondere mit zumindest einem verlagerbaren Spulaggregat, dadurch realisiert werden, dass das Spulaggregat auf einem Schlitten angeordnet ist, der mittels eines zu- und abschaltbaren Luftkissens auf einem Boden bzw. auf einer Bodenplatte gelagert ist. An sich können auch andere Gleitlager oder auch allgemeiner gleitende Lagerungen auf andere Weise, beispielsweise durch geeignete Gleitflächen, durch einen fluiden Gleitfilm oder durch eine magnetische Lagerung oder ähnliches, realisiert werden. Durch ein zu- und abschaltbares Luftkissen kann eine derartige gleitende Lagerung jedoch äußerst kostengünstig und betriebssicher realisiert werden. Ein Luftkissen hat darüber hinaus den Vorteil, dass keine Anhafteffekte auftreten (stick-slip-Freiheit), wenn der Schlitten aus einer Ruheposition in Bewegung gesetzt wird. Darüber hinaus ruht der Schlitten bei abgeschaltetem Luftkissen verhältnismäßig steif auf einem Boden.
Dementsprechend sieht eine Verfahrensvariante vor, dass zumindest während des Verlagerns zwischen dem Schlitten oder dem Spulaggregat und diesbezüglichen Lagerflächen ein Luftkissen aufgebaut wird. Der Einsatz dieses Luftkissens beschleunigt das Durchführen eines Wechsels weiter.
Da man hierbei nicht zwingend auf ein Luftkissen angewiesen ist, ist aus dem selben Grunde ein Spuler mit zumindest einem verlagerbaren Spulaggregat vorteilhaft, bei welchem das Spulaggregat auf einem Schlitten angeordnet ist, der an seiner Unterseite mit einem Fluid beaufschlagbare Öffnungen aufweist.
Ein verlagerbarer Spulaggregatschlitten kann, unabhängig von den übrigen Merkmalen der Erfindung, über Öffnungen an seiner Unterseite, die mit einem Unterdruck beaufschlagbar sind, am Boden fixiert werden, wodurch eine äußerst steife Verbindung des Spulaggregats mit seinem Unterboden bzw. bezüglich der übrigen Anlage erfolgt.
Es versteht sich, dass Öffnungen an einem Spulaggregatschlitten, insbesondere an der Unterseite eines Spulaggregatschlittens, sowohl zur Beaufschlagung mit einem Fluid als auch zum Aufbringen eines Unterdruckes genutzt werden können, um beide vorgenannten Effekte nutzen zu können.
Auch weitere Einrichtungen, die im Zusammenhang mit einem Spuler zur Anwendung kommen, wie beispielsweise ein Abbinder, können wie vorstehend gelagert werden, wodurch sich die jeweiligen Rüstzeiten weiter vorteilhaft verringern lassen.
In vorliegendem Zusammenhang umfasst ein Spulaggregat zumindest einen Spulkörper zum Aufspulen des Werkstücks und einen entsprechenden Antrieb. Vorzugsweise ist zumindest eine Haltvorrichtung vorhanden, mittels welcher eine fertige Spule zwischenzeitlich gesichert werden kann, damit sie nicht aufspringt, bis sie weiterverarbeitet, beispielsweise endgültig abgebunden, ist.
Kumulativ bzw. alternativ zu den vorgenannten Lösungen wird ein Spuler mit einem Spulkörper zum Aufspulen eines Werkstücks, wobei der Spulkörper zumindest einen Spulzylinder und zumindest einen Spulflansch sowie zumindest eine Werkstückfixierung aufweist, mit einer radial innerhalb des äußeren Radius des Spulflansches vorgesehene Werkstückführung vorgeschlagen. Hierdurch kann ein Einfädelvorgang wesentlich betriebssicherer als aus dem Stand der Technik bekannt, durchgeführt werden, bis das Werkstück in einer Werkstückfixierung fixiert und der eigentliche Spulvorgang initialisiert werden kann.
Vorzugsweise kann die Werkstückführung nach der Fixierung aus dem Spulbereich, also aus dem Bereich, in welchem die Spule hergestellt werden soll, entfernt werden, so dass diese den Spulvorgang nicht weiter behindert.
Als Werkstückfixierung können alle geeigneten Anordnungen, wie Zangen, Klemmverbindungen, Schraubverbindungen oder ähnliches zur Anwendung kommen, mit denen ein Werkstück an einem Spulkörper fixiert werden kann, bevor der eigentliche Spulvorgang initialisiert wird. Eine derartige Werkstückfixierung sorgt insbesondere bei den ersten Wicklungen dafür, dass diese nicht wieder aufspringen. Auch bei einer größeren Zahl an Wicklungen kann durch eine Werkstückfixierung ein Durchrutschen des Werkstücks verhindert werden, wobei dieses je nach Werkstück gegebenenfalls nicht erforderlich ist, und die Werkstückfixierung in diesen Fällen dann bereits vor dem Ende des Spulvorgangs wieder geöffnet werden kann.
Vorzugsweise ist die Werkstückführung ihrerseits an einem Spulflansch geführt, so dass sie über eine große Tiefe in den Spulbereich betriebssicher in ihrer optimalen Position gehalten werden kann. Insbesondere kann die Werkstückführung axial in einen Spulflansch hinein bzw. aus diesem heraus verlagerbar sein. Auf diese Weise kann die Werkstückführung ohne Weiteres nach Bedarf aus dem Spulbereich entfernt werden. Darüber hinaus kann die Werkstückführung vorzugsweise verschieden weit in den Spulbereich axial hinein verlagerbar sein, so dass hierdurch insbesondere eine Anpassung an unterschiedliche Werkstückdurchmesser erfolgen kann.
Einerseits kann die Werkstückführung auch eine Axialführung, insbesondere auf der dem Flansch, an welchem die Werkstückführung ihrerseits geführt ist, abgewandten Seite aufweisen, um auf diese Weise eine sichere Axialführung zu gewährleisten. Andererseits ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die beiden Flansche eines Spulkörpers, insbesondere beim Einfädeln bzw. beim Aufspulen der ersten Lage, axial zusammenzuführen, so dass axial lediglich der Raum bereit gestellt wird, den das Werkstück gerade benötigt, um sich axial neben die letzte Wicklung zu legen. Dementsprechend können auch in vorliegendem Zusammenhang die beiden Spulflansche aneinander gefahren werden, so dass das Werkstück axial ausreichend genau positioniert und insbesondere axial ausreichend genau geführt zu der Werkstückfixierung gelangt, während die Werkstückführung in radialer Richtung den zwischen den beiden Flanschen verbleibenden Spalt ausreichend überbrückt, um das Einführen des Werkstücks in die Werkstückführung betriebssicher sicher zu stellen.
Da die vorstehend beschriebene Werkstückfixierung bzw. Werkstückführung ebenfalls dazu beiträgt, dass ein Wechsel einer Spule schneller vorgenommen bzw. der Spulprozess in Zusammenhang mit einem Spulenwechsel schneller und unkomplizierter wieder aufgenommen werden kann, sind die Merkmale hinsichtlich vorliegender Werkstückführung auch unabhängig von den Merkmalen der übrigen Erfindung vorteilhaft.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung anliegender Zeichnung erläutert, in welcher ein erfindungsgemäßer Spuler dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1: einen erfindungsgemäßen Spuler in einer perspektivischen Gesamtansicht einer Bearbeitungsstrasse;
Figur 2: eine Ausschnittsvergrößerung der Ansicht nach Figur 1 mit einem Abbinder in einer Abbindeposition für das erste Spulaggregat;
Figur 3: die Anordnung nach Figur 2 bei zurückgefahrenem Abbinder in einer Abbindeposition für das zweite Spulaggregat;
Figur 4: eine Aufsicht auf die Anordnung nach Figur 3 mit den Drehpunkten und Drehrichtungen zum Einschwenken der ersten Spulaggregats in seine Spulposition und des zweiten Spulaggregats in seine Nebenarbeitsposition;
Figur 5: die Anordnung nach den Figuren 2 bis 4 in ähnlicher Darstellung wie Figuren 2 und 3, wobei sich das erste Spulaggregat in seiner Spulposition und das zweite Spulaggregat in seiner Nebenarbeitsposition, in welcher der Abbinder in der Arbeitsöffnung angeordnet ist, befindet;
Figur 6: eine Aufsicht auf die Anordnung nach Figur 5 mit den Drehpunkten und Drehrichtungen zum Einschwenken des zweiten Spulaggregats in seine Spulposition und des ersten Spulaggregats in seine Nebenarbeitsposition;
Figur 7: eine alternative Ausführungsform in Aufsicht mit drei Spulaggregaten, die um einen Drehpunkt zwischen drei Arbeitspositionen verlagerbar sind;
Figur 8: eine weitere alternative Ausführungsform in ähnlicher Darstellung wie Figur 6, wobei die Spulaggregate gleichsinnig und nicht, wie nach Fig. 6 gegensinnig, bewegt werden;
Figur 9: eine weitere alternative Ausführungsform in Aufsicht mit zwei versetzt zueinander angeordnete, um einen gemeinsamen Drehpunkt verlagerbare Spulaggregate in einer ersten Spulposition;
Figur 10: eine Aufsicht auf die zwei versetzt zueinander angeordneten Spulaggregate in einer weiteren Spulposition;
Figur 11: eine Explosionsdarstellung eines Spulkörpers mit einem Spulzylinder und einem Spulflansch; und
Figur 12: eine Aufsicht auf die in Figur 11 dargestellten Baugruppen.

Die in der Figur 1 gezeigte Bearbeitungsanlage 1 umfasst eingangsseitig einen Materialvorratskäfig 2, der Rohrmaterial 3 bevorratet und gegebenenfalls ausgetauscht werden kann, um neues Rohrmaterial oder andere sich längserstreckende Werkstücke, wie Stangen, Draht oder ähnliches, bereitzustellen. Das Rohrmaterial 3 läuft eingangsseitig durch verschiedene Bearbeitungsstationen 4 und gelangt ausgangsseitig der Bearbeitungsanlage 1 zu einem Biegeapparat 5, mit dessen Hilfe das Rohrmaterial 3 vorgebogen und dann auf einer Spule 6 aufgespult wird.
Die Spule 6 ist Teil eines Spulers 7, der über ein erstes Spulaggregat 8 und ein zweites Spulaggregat 9 verfügt. Sowohl das erste Spulaggregat 8 als auch das zweite Spulaggregat 9 sind auf einer Bodenplatte 10 des Spulers 7 platziert. Bei der in Figuren bis 4 dargestellten Anordnung befindet sich das erste Spulaggregat 8 in einer Spulposition 11, wohingegen das zweite Spulaggregat 9 sich in einer Nebenarbeitsposition 12 befindet. Die Spulposition 11 zeichnet sich dadurch aus, dass in dieser Position das Rohrmaterial 3 auf die Spule 6 des ersten Spulaggregates 8 aufgespult werden kann. Die Spulen 6 werden vorliegend mit der einzigen Bezugsziffer 6 versehen, da es sich bei diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen um baugleiches Zubehör der Spulaggregate 8 und 9 handelt.
Um die beiden Spulaggregate 8 und 9 zwischen der Spulposition 11 und der Nebenarbeitsposition 12 hin und her zu verfahren, ist das erste Spulaggregat 8 auf einem ersten Schlitten 13 und das zweite Spulaggregat 9 auf einem zweiten Schlitten 14 befestigt. Beide Schlitten 13 und 14 sind unabhängig voneinander auf der Bodenplatte 10 verfahrbat angeordnet. Die Schlitten 13 und 14 können nach Bedarf auch gekoppelt und gemeinsam angetrieben werden.
In diesem Ausführungsbeispiel weist sowohl der erste Schlitten 13 als auch der zweite Schlitten 14 an seiner der Bodenplatte 10 zugewandten Unterseite eine Vielzahl an Luftdüsen (hier nicht explizit dargestellt) auf, durch welche bei Bedarf Pressluft geschickt werden kann, so dass zwischen den Schlitten 13 und 14 der Spulaggregate 8 und 9 und der Bodenplatte 10 ein Luftpolster entsteht und die beiden Spulaggregate 8 und 9 problemlos auf der Bodenplatte 10 bewegt werden können, gegebenenfalls in geführten Verlagerungsbahnen, wie etwa einer linearen Verlagerungsbahn oder einer geradlinigen Verlagerungsbahn.
Damit aufgespultes Rohrmaterial 3 auf einer Spule 6 aufgespult bleibt und sich nicht unbeabsichtigt von der Spule zumindest teilweise abwickelt, wird das Rohrmaterial 2 nach dem Aufspulen mittels eines Abbinders 15 fixiert.
Wie aus der Figur 2 ersichtlich wird hierzu der Abbinder 15 in eine Abbinderaufnahme 16 eingefahren (der Übersichtigkeit halber an dem ersten Spulaggregat 8 beziffert). Hierdurch ist der Abbinder 15, wie beim zweiten Spulaggregat 9 deutlich gezeigt, besonders betriebssicher und insbesondere standfest an dem zweiten Spulaggregat 9 angeordnet. Ist das Rohrmaterial 3 an der Spule 6 des zweiten Spulaggregates 9 abgebunden (siehe Figur 3), wird der Abbinder 15 in eine zweite Abbindeposition 18 gebracht, an welcher er bereitsteht, um die Spule 6 bzw. das Rohrmaterial 3 der Spule 6 des ersten Spulaggregates 8 abzubinden. Hierzu dreht das erste Spulaggregat 8 gemäß Drehrichtung 19 um einen Drehpunkt 20 von der Spulposition 11 in eine weitere Nebenarbeitsposition 21 (siehe Figuren 5 und 6). In der weiteren Nebenarbeitsposition 21 bindet der Abbinder 15 das aufgespulte Rohrmaterial 3 hinsichtlich der Spule 6 des ersten Spulaggregates 8 ab. Währenddessen wird das zweite Spulaggregat 9 in die Spulposition 11 (siehe Figuren 5 und 6) gebracht. Hierzu wird das zweite Spulaggregat 9 gemäß Drehrichtung 22 um den Drehpunkt 23 gedreht.
Der Drehpunkt 20 des ersten Spulaggregates 8 ist unterhalb des ersten Spulaggregates 8 angeordnet. Gleiches gilt hinsichtlich des Drehpunktes 23 des zweiten Spulaggregates 9. Auch dieser Drehpunkt 23 ist unterhalb des zweiten Spulaggregates 9 angeordnet. Sowohl die Drehrichtung 19 als auch die Drehrichtung 22 sind entgegengesetzt des Uhrzeigersinns gerichtet, während sowohl die Rückdrehrichtung 24 als auch die Rückdrehrichtung 25 in Uhrzeigerrichtung weisen.
Ist der Abbinder 15 von dem zweiten Spulaggregat 9 weggefahren und befindet sich bereits in der zweiten Abbindeposition 18 kann die abgebundene Spule 6 des zweiten Spulaggregates 9 problemlos durch eine leere Spule ausgetauscht werden, so dass das zweite Spulaggregat 9 wieder betriebsbereit ist und in seine Spulposition 11 verfahren werden kann.
Ist auf der Spule 6 des zweiten Spulaggregates 9 Rohrmaterial 3 aufgespult, wird das zweite Spulaggregat 9 gemäß Rückdrehrichtung 24 wieder um den Drehpunkt 23 von der Spulposition 11 in die Nebenarbeitsposition 12 gedreht. Anschließend wird das zweite Spulaggregat 8 gemäß Rückdrehrichtung 24 wieder um den Drehpunkt 20 aus der weiteren Nebenarbeitsposition 21 in die Spulposition 11 zurückgedreht und ist betriebsbereit.
Der in der Figur 7 gezeigte Spuler 107 weist ein erstes Spulaggregat 108, ein zweites Spulaggregat 109 und zusätzlich ein drittes Spulaggregat 130 auf. Alle Spulaggregate 108, 109 und 130 sind drehbar um einen zentralen Drehpunkt 131 auf einer Bodenplatte 119 gelagert.
Hierzu ist das erste Spulaggregat 108 mittels eines ersten Schlittens 113, das zweite Spulaggregat 109 mittels eines zweiten Schlittens 114, und das dritte Spulaggregat 130 mittels eines dritten Schlittens 136 an der Bodenplatte 110 mittels eines Luftkissens gelagert. Statt letzterem kann auch eine andere Gleitlagerung bzw. eine Lagerung über Magnete oder andere Fluide als Luft vorgenommen werden.
Das erste Spulaggregat 108 befindet sich in der Darstellung nach Figur 7 in einer Spulposition 111, an welcher ein Rohrmaterial mittels eines Biegeapparates 105 auf eine Spule 106 aufgespult wird. Das zweite Spulaggregat 109 befindet sich in einer Nebenarbeitsposition 112 und das dritte Spulaggregat 130 befindet an einer weiteren Nebenarbeitsposition 121. Sowohl an der Nebenarbeitsposition 112 als auch an der weiteren Nebenarbeitsposition 121 kann ein Abbinder (hier nicht gezeigt) an den zweiten Spulaggregat 109 oder an den dritten Spulaggregat 130 herangefahren werden, um auf den Spulen 106 aufgespultes Rohrmaterial abzubinden. Es versteht sich, dass in den Nebenarbeitspositionen 112 und 121 auch jegliche andere Arbeiten, wie beispielsweise ein Entnahme der gewickelten Spule, vorgenommen werden können. Insbesondere das dritte Spulaggregat 130 kann sich in der weiteren Nebenarbeitsposition 121 bereits in einer Warteposition befinden, wenn das Rohrmaterial der Spule 106 bereits in der Nebenarbeitsposition 112 abgebunden wurde.
Es ist insbesondere möglich, die drei Spulaggregate 108, 109 und 130 über einen einzigen Antrieb synchron zu bewegen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn diese an sich starr miteinander verbunden sind und ihre Luftkissen gemeinsam angesteuert werden können. Andererseits kann es vorteilhaft sein, die Luftkissen o.ä. der drei Spulaggregate 108, 109 und 130 separat anzusteuern, insbesondere wenn diese asynchron bewegt werden. Bei einer derartigen Verfahrensführung können sich die beiden in Nebenarbeitspositionen befindlichen Aggregate, insbesondere das Aggregat, dass der Spulposition zugeführt werden soll, bereits in Bewegung befinden, wenn das Aggregat, welches sich gerade in Spulposition befindet, mit dem Spulen fertig ist und wegbewegt werden soll. Auf diese Weise kann für den Wechsel erheblich Zeit eingespart werden. Wenn sich die Aggregate unabhängig voneinander bewegen lassen, ist es darüber hinaus möglich, einen kleineren Antrieb vorzusehen, da für ein Aggregat wesentlich geringere Massen beschleunigt und wieder abgebremst werden brauchen, als für alle drei Aggregate gleichzeitig. Auch kann in einem derartigen Fall die Energie, welche zu Abbremsen eines der Aggregate aufgebracht werden muss, gegebenenfalls zum Beschleunigen eines anderen Aggregates genutzt werden, wodurch die Größe des Antriebs weiter reduziert werden kann.
Gegenüber der Bodenplatte 110 kann in einer alternativen Ausführungsform auch jedes der Spulaggregate 108, 109 und 130 entlang jeweils einer Verlagerungsachse 133, 134 bzw. 135 axial gegenüber dem zentralen Drehpunkt 131 verlagerbar auf der Bodenplatte 110 angeordnet sein. Auf diese Weise lässt sich gegebenenfalls zusätzlicher Arbeitsraum gewinnen.
Der in der Figur 8 gezeigte Spuler 207 weist ebenfalls eine Bodenplatte 210 auf, auf welcher ein erstes Spulaggregat 208 und ein zweites Spulaggregat 209 angeordnet sind. Das erste Spulaggregat 208 befindet sich bei dieser Darstellung in einer weiteren Nebenarbeitsposition 221. In der weiteren Nebenarbeitsposition 221 ist ein Abbinder 215 derart an dem ersten Spulaggregat 208 herangefahren, dass der Abbinder 215 auf der Spule 206 aufgespultes Rohmaterial 203 abbindet. Das zweite Spulaggregat 209 befindet sich in einer Spulposition 211, so dass die Spule 206 des zweiten Spulaggregats 209 derart mit einem Biegeapparat 205 kommuniziert, dass Rohrmaterial 203 auf die Spule 206 des zweiten Spulaggregates 209 aufgespult wird.
Ist die Spule 206 des zweiten Spulaggregates 209 voll, wird das zweite Spulaggregat 209 gemäß Verschieberichtung 240 um einen Drehpunkt 241 gedreht. Der Drehpunkt 241 liegt bei diesem Ausführungsbeispiel nicht unmittelbar unterhalb des zweiten Spulaggregates 209, sondern ist von diesem beabstandet. Es versteht sich, dass hier auch ein gemeinsamer Drehpunkt vorgesehen sein kann.
Ist das zweite Spulaggregat 209 aus seiner Spulposition 211 heraus in eine Nebenarbeitsposition 212 um den Drehpunkt 241 gedreht, kann anschließend das erste Spulaggregat 208 gemäß Verschieberichtung 242 um den Drehpunkt 243 aus der weiteren Nebenarbeitsposition 221 in die Spulposition 211 gedreht werden. Sowohl die Verschieberichtung 240 als auch die Verschieberichtung 242 drehen um ihren jeweiligen Drehpunkt 242 bzw. 243 in Uhrzeigersinn um und sind dementsprechend gleichgerichtet.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können die beiden Schlitten zwangsgekoppelt sein bzw. synchron bewegt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Bewegung sukzessive durchzuführen, indem beispielsweise zuerst der in der Nebenarbeitsposition befindliche Schlitten in Richtung auf die Spulposition und dann erst der in der Spulposition befindliche Schlitten in Richtung auf seine Nebenposition beschleunigt werden.
Die Spulaggregate 308 und 309 des in den Figuren 9 und 10 gezeigten Spulaggregatepaars 350 haben einen gemeinsamen Drehpunkt 351, so dass das erste Spulaggregat 308 und das zweite Spulaggregat 309 um diesen gemeinsamen Drehpunkt 351 bei Bedarf gedreht werden können, jedoch sind sie um einen Abstand 352 entlang einer gemeinsamen Längsachse 353 zueinander versetzt angeordnet.
Ist beispielsweise die Spule 306 des ersten Spulaggregates 308 voll, wird das Spulaggregatepaar 350 gemäß Pfeilrichtung 354 solang gedreht, bis das zweite Spulaggregat 309 vor dem Biegeapparat 305 platziert ist, so dass die leere Spule 306 des zweiten Spulaggregates 309 mit Rohrmaterial 303 bestückt und die gewickelte Spule des ersten Spulaggregates 308 abgebunden und entnommen werden kann. Wie in Figur 10 dargestellt, ermöglicht es insbesondere diese Anordnung, dass das Spulaggregat in einem Winkel gegenüber dem Biegeapparat angestellt wird, wenn dieses für ein Spulen vorteilhaft ist. Durch das Luftpolster kann dieses nach Bedarf auch bei anderen Ausführungsformen realisiert werden.
Die in den Figuren 11 und 12 gezeigte Spule weist einen Spulenkern 406 auf und ist an einem Spulaggregat 408 angeordnet. Das Spulaggregat 408 steht mit seinem Schlitten 413 auf einer Bodenplatte 410. Oberhalb der Spule 406 ist ein Biegeapparat 405, welcher der Spule 406 ein gebogenes Rohrmaterial 403 zur Verfügung stellt.
Das gebogene Rohrmaterial 403 wird mit seinem Anfang 460 in einer Rohrfixierung 461 der Spule 406 eingeführt. Um dies zu erleichtern, verfügt die Spule 406 über eine Rohrführung 462. Während die Rohrfixierung 461 in dem Spulenkern 406 angeordnet ist, befindet sich die Rohrführung 462 an einem Spulenflansch 463, der den Spulenzylinder 464 zum Spulaggregat 408 begrenzt. Der Spulenzylinder 464 verfügt auch über Abbindenuten 465, die sich als Abbindeöffnungen 466 bis in den Spulenflansch 463 erstrecken.
Die Rohrführung 462 gewährleistet, dass das Rohrmaterial 403 betriebssicher die Rohrfixierung 461 erreich und dort fixiert wird. Die Rohrführung 462 wird, nach dem das Werkstück fixiert ist, in dem Spulenflansch 463 eingefahren, kann aber bei alternativen Ausführungsform auch sonst wie ausreichend entfernt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Rohrführung 462 eine nicht dargestellte Axialführung, welche mit der axialen Außenseite der Rohrführung 462 und dem Spulenflansch 463 eine Rinne bildet, welche das Werkstück auch axial sicher führt.

Bezugszifferliste:

1: Bearbeitungsanlage
2: Materialvorratskäfig
3: Rohrmaterial
4: Bearbeitungsstationen
5: Biegeapparat
6: Spule
7: Spuler
8: Erstes Spulaggregat
9: Zweites Spulaggregat
10: Bodenplatte
11: Spulposition
12: Nebenarbeitsposition
13: Erster Schlitten
14: Zweiter Schlitten
15: Abbinder
16: Abbinderaufnahme
17: Erste Abbinderposition
18: Zweite Abbinderposition
19: Drehrichtung des ersten Spulaggregats
20: Drehpunkt des ersten Spulaggregates
21: Weitere Nebenarbeitsposition
22: Drehrichtung des zweiten Spulaggregates
23: Drehpunkt des zweiten Spulaggregates
24: Rückdrehrichtung des zweiten Spulaggregates
25: Rückdrehrichtung des ersten Spulaggregates
105: Biegeapparat
106: Spule
107: Spuler
108: Erstes Spulaggregat
109: Zweites Spulaggregat
110: Bodenplatte
111: Spulposition
112: Nebenarbeitsposition
113: Erster Schlitten
114: Zweiter Schlitten
121: weitere Nebenarbeitsposition
130: drittes Spulaggregat
131: zentraler Drehpunkt
132: zentrale Drehrichtung
133: Verlagerungsachse des ersten Spulaggregates
134: Verlagerungsachse des zweiten Spulaggregates
135: Verlagerungsachse des dritten Spulaggregates
136: Dritter Schlitten
203: Rohrmaterial
205: Biegeapparat
206: Spule
207: Spuler
208: Erstes Spulaggregat
209: Zweites Spulaggregat
210: Bodenplatte
211: Spulposition
212: Nebenarbeitsposition
213: Erster Schlitten
214: Zweiter Schlitten
215: Abbinder
221: weitere Nebenarbeitsposition
240: Verschieberichtung des zweiten Spulaggregates
241: Drehpunkt des zweiten Spulaggregates
242: Verschieberichtung des ersten Spulaggregates
243: Drehpunkt des ersten Spulaggregates
303: Rohrmaterial
305: Biegeapparat
306: Spule
308: erstes Spulaggregat
309: zweites Spulaggregat
310: Bodenplatte
350: Spulaggregatepaar
351: Weiterer Drehpunkt
352: Abstand
353: Gemeinsame Längsachse
354: Pfeilrichtung
403: Rohrmaterial
405: Biegeapparat
406: Spule
408: erstes Spulaggregat
410: Bodenplatte
413: Schlitten
460: Rohranfang
461: Rohrfixierung
462: Rohrführung
463: Spulenflansch
464: Spulenzylinder
465: Abbindenuten
466: Abbindeöffnung

Claims

Spuler mit zumindest zwei Spulaggregaten, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Spulaggregate auf einem separaten Schlitten angeordnet ist.
Spuler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spuler zumindest zwei verlagerbare Spulaggregate auf jeweils separaten Schlitten aufweist.
Spuler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitten (13, 14) separat angetrieben sind.
Spuler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitten (13, 14) um unterschiedliche Drehpunkte (20, 23; 241, 243) verlagerbar sind.
Spuler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenigstens eines der Spulaggregate zwischen einer Spulposition und einer Nebenarbeitsposition verlagerbar ist, und diese beiden Positionen in einem Winkel kleiner 180° zueinander angeordnet sind.
Spuler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass, diese beiden Positionen in einem Winkel kleiner oder gleich 90° zueinander angeordnet sind.
Spuler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spulaggregat (8, 9) auf einem Gleitlager gelagert ist.
Spuler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gleitfläche des Gleitlagers eine Untergrundfläche, wie etwa eine Bodenplatte (10), ist, auf welchem das Spulaggregat (8, 9) angeordnet ist.
Spuler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spulaggregat auf einem Schlitten angeordnet ist, der mittels eines zu- und abschaltbaren Luftkissens auf einem Boden bzw. auf einer Bodenplatte gelagert ist.
Spuler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spulaggregat auf einem Schlitten angeordnet ist, der an seiner Unterseite mit einem Fluid beaufschlagbare Öffnungen aufweist.
Spuler nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spulaggregat auf einem Schlitten angeordnet ist, der an seiner Unterseite mit einem Unterdruck beaufschlagbare Öffnungen aufweist.
Spuler nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Spulkörper zum Aufspulen eines Werkstücks, wobei der Spulkörper zumindest einen Spulzylinder und zumindest einen Spulflansch (463) sowie zumindest eine Werkstückfixierung aufweist, und der Spulflansch (463) eine radial innerhalb des äußeren Radius des Spulflansches (463) vorgesehene Werkstückführung (462) umfasst.
Spuler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückführung (462) aus dem Spulbereich entfernbar ist.
Spuler nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückführung (462) an dem Spulflansch (463) geführt ist.
Spuler nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückführung (462) axial in einen Spulflansch (463) hinein bzw. aus diesem heraus verlagerbar ist.
Verfahren zum Betreiben eines Spulers mit einem oder mehreren Spulaggregaten, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spulaggregat beim Wechseln einer Spule an einem Schlitten zwischen einer Spulposition und einer Nebenarbeitsposition hin und her bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spulaggregat während des Verfahrens zwischen der Spulposition und der Nebenarbeitsposition um einen Winkel kleiner als 180° um eine Vertikaldrehachse gedreht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während des Verlagerns zwischen dem Schlitten oder dem Spulaggregat und diesbezüglichen Lagerflächen ein Luftkissen aufgebaut wird.