EP3333106B1 - Method for winding of a coiled item and coiling machine - Google Patents

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EP3333106B1
EP3333106B1 EP16203431.8A EP16203431A EP3333106B1 EP 3333106 B1 EP3333106 B1 EP 3333106B1 EP 16203431 A EP16203431 A EP 16203431A EP 3333106 B1 EP3333106 B1 EP 3333106B1
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EP
European Patent Office
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winding
tension
coiled
coiling
product
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EP3333106A1 (en
EP3333106C0 (en
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Stephan Karl
Sebastian Kerling
Björn Seelinger
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/094—Tensioning or braking devices

Definitions

  • the method relates to a method for winding a winding material.
  • the invention further relates to a winding machine.
  • a winding tension is regularly applied to the winding material.
  • the winding tension corresponds to the force (per cross-sectional area) with which the winding material is wound onto the winding body.
  • the winding tension can be adjusted. In other words, the winding tension is the tensile stress of the winding material.
  • EP 2 485 227 A1 discloses a method for winding a winding material according to the preamble of claim 1 and a winding machine according to the preamble of claim 7.
  • EP 2 306 473 A1 describes a wire winding machine and a control system for such a wire winding machine.
  • WO2006133662A1 shows a method and a device for controlling the wire tension of a coil winding wire, in which a predetermined deceleration force is transmitted to the coil winding wire and the respective wire tension of the coil winding wire is detected during the winding process.
  • JPS60105210A shows a belt drive
  • EP926090A2 shows a winding machine in which a controller controls a feed speed depending on a winding speed.
  • EP2617670A2 shows a tension device that can absorb changes in speed and keep a tension constant even when the speed of a wire rod changes.
  • the winding tension especially a non-constant winding tension, is difficult to adjust.
  • the winding tension is preferably set to a constant value.
  • the object is achieved by a method according to claim 1.
  • the object is further achieved by a winding machine with a control device according to claim 7.
  • the invention is based on the knowledge that a free length of the winding material between the support points of the winding material on the winding material and a deflection roller from which the winding material is wound, changes continuously.
  • the change is particularly significant for a winding body with a non-circular cross-section.
  • the invention is based on the knowledge that a winding material should be wound onto the winding body with a predetermined winding tension, which is not necessarily constant over time. However, in many applications, such as winding a battery cell, the winding tension should be kept as constant as possible during the entire winding process.
  • a supply roll is understood here to be a device for storing the winding material.
  • the winding material can also be stacked.
  • the supply roll can be assigned a second rotation speed so that the supply roll provides the winding material at a speed proportional to the second rotation speed.
  • the invention is particularly well suited for winding a winding body that has a non-circular cross-section and/or a non-constant diameter/radius.
  • a winding body is elliptical or rectangular in shape.
  • the process presented here is particularly advantageous for producing battery cells or film capacitors.
  • the winding tension is the tension of the winding material.
  • One way of defining the winding tension is the force that acts on the winding material perpendicular to its cross-sectional area, divided by the cross-sectional area. The cross-sectional area is often constant. The winding tension then corresponds to the force with which the winding material is "pulled away from the rotating winding body during winding".
  • the intended winding tension is the winding tension with which the winding material is to be wound onto the winding body.
  • the intended winding tension can be shown as a function of the orientation of the winding body. For example, this is necessary when winding a wire around a square winding body in order to achieve a good result.
  • the winding tension is proportional to the curvature of the winding body at the support point of the winding body. Such proportionality is particularly advantageous when winding metal wire.
  • the adjustment unit is designed to adjust the winding tension.
  • the winding material is influenced using the adjustment unit before it is wound onto the winding body.
  • the rotation speed of the winding body and/or the supply roll can be changed.
  • the rotation speed is adjusted by the drives, which are used to carry out the winding process with the help of a control device.
  • a computer program product can run on a computing unit and is designed to support the method for winding a winding material.
  • the calculation and provision of the settings is done online to the control device.
  • a second support point for the winding material is located on the last deflection roller for the winding material in front of the winding body.
  • the deflection roller is the one from which the winding material is guided to the winding body.
  • a winding tension is also referred to as web tension or winding material tension.
  • the invention is based in particular on the finding that during the winding process on a winding body with a non-circular cross-section, the distance between the support point of the winding material on the winding body and the support point of the winding material on a deflection roller changes as the winding body rotates.
  • a first solution is to compensate for the free length using a dancer roll, whereby the dancer roll assumes a position such that the winding tension is compensated. Such passive compensation is often slow.
  • a dancer roll can also be actively positioned using an actuator. By actively compensating the free length and optionally the different support points of the winding material on the deflection roll, the winding tension can be compensated quickly and easily.
  • the winding tension is compensated actively.
  • a winding material storage device is set in such a way that its capacity is adjusted to compensate for the winding tension.
  • the winding tension can be set to a constant value.
  • the winding tension can also be set to a non-constant course.
  • the winding tension can be set to a higher value when wrapping around the respective corner.
  • the winding tension can be based on the curvature of the winding body at the first support point.
  • the winding tension and thus the setting of the setting unit, particularly in the form of parameters, is calculated during the winding process.
  • Such a calculation during the winding process is also referred to as an online calculation.
  • a computing unit is used to calculate the respective setting, whereby the computing unit is assigned to a control device.
  • the control device is used to control or regulate the motors and/or the respective actuators.
  • a winding material brake with adjustable braking power is also advantageous.
  • the winding material is guided over a deflection roller, whereby the deflection roller is coupled to a servo motor and the winding tension can be adjusted by adjusting the rotation speed.
  • a winding material brake can advantageously be supplemented by further options for adjusting the winding tension.
  • a winding material storage device has a plurality of deflection rollers, wherein the winding material is held by the plurality of deflection rollers on a path whose length can be changed. By changing the position of at least one of the deflection rollers, the length of the path can be adjusted.
  • the length of the winding material path corresponds to the capacity of the winding material storage.
  • the position of the respective deflection roller is changed by an actuator.
  • a winding material accumulator can be combined with a dancer roll to compensate for slight fluctuations in the winding tension.
  • a variable winding material storage preferably has a plurality of deflection rollers, wherein the distance between the respective deflection rollers can be changed by means of a respective actuator.
  • a dancer roller can be used both to compensate for the winding tension and, in conjunction with a sensor, to determine the winding tension.
  • a dancer roller is a deflection roller whose position can be adjusted passively in one direction or actively with the help of an actuator.
  • a sensor determines the position of the dancer roller.
  • the sensor can be used in conjunction with a spring construction as a force sensor.
  • the winding tension can be determined directly with the help of the sensor or the force sensor.
  • the position of the dancer roll is changed so that the length between the dancer roll and the corresponding deflection rolls is changed.
  • the position of the dancer roll is determined using a sensor. If the winding tension increases, the position of the dancer roll changes towards the corresponding deflection rolls and vice versa. The position is recorded using the sensor.
  • the sensor can be designed as a position sensor.
  • the sensor is designed as a force sensor.
  • the force sensor determines the force acting on the dancer roll and thereby determines the winding tension.
  • a dancer roll can be used both to set and to determine the winding tension.
  • a force sensor is a sensor for determining the force acting on the winding material.
  • the force sensor can be designed to determine the position of a deflection roller held in position by a spring. The force sensor is therefore able to directly determine the winding tension of the winding material.
  • a control device is used to regulate the winding tension to a constant value or to a predetermined winding tension.
  • the input of the control device is preferably a sensor that determines the current winding tension.
  • the control device preferably has the intended winding tension as a further input variable.
  • the intended winding tension can be a constant value.
  • the winding tension can also be a function of the orientation of the winding body.
  • the winding tension is preferably calculated during the winding process.
  • the settings of the actuators and the rotation speeds, in particular as a function of the intended winding tension, are calculated online.
  • the control device is preferably designed as a proportional control (P control), as a proportional-integral control (PI control) or as a proportional-integral-derivative control (PID control).
  • P control proportional control
  • PI control proportional-integral control
  • PID control proportional-integral-derivative control
  • the intended winding tension is constant.
  • the intended winding voltage is preferably kept constant during battery cell production and the winding of capacitors.
  • Constant is to be understood here as meaning that the winding voltage, in particular at the first support point - that is the support point of the winding material on the (in particular already wound) winding body - remains the same during the winding process.
  • the winding tension of the winding material is set using a variable winding material storage device.
  • the variable winding material storage device is set in such a way that the changing length between the first and second support points is compensated.
  • the length of the winding material between the first support point and the third support point is therefore constant. Due to the constant length of the winding material between the first and third support points, the winding tension is constant.
  • the first support point refers to the support point of the winding material on the winding body.
  • the second support point refers to the support point of the winding material on the deflection roller from which the winding material is wound onto the winding body.
  • the third support point can be the support point of the winding material on the supply roller or the support point of the winding material on a deflection roller between the supply roller and the winding material storage.
  • the winding tension is kept constant by keeping the distance between the first and third support points constant.
  • the distance between the first and second support point is called the free length.
  • the distance between the first and second support point is not constant, as it changes with the orientation of the winding body.
  • the winding tension can also be kept constant by adjusting the rotational speed of the winding body and/or the rotational speed of the supply roll.
  • a reduction in the rotational speed of the supply roll leads to an increase in the winding tension.
  • a reduction in the rotational speed of the winding body usually leads to a reduction in the winding tension.
  • the setting unit has a variable winding material storage.
  • the setting unit is designed as a variable winding material storage unit.
  • the winding material storage unit can also include a dancer roller.
  • variable winding material storage is used to adjust the winding tension.
  • the winding tension of the winding material is adjusted by changing the capacity of the variable winding storage.
  • a number of deflection rollers are suitable as a variable winding material storage system, with the winding material meandering around the number of deflection rollers. To adjust the capacity of the winding material storage system constructed in this way, the position of one or more deflection rollers can be changed.
  • the change can be carried out by an actuator, whereby the actuator changes the distance between one or more deflection rollers in relation to one another.
  • Compensating the length of the winding material with the help of a variable winding material storage is a simple and effective way to keep the winding tension of the winding material constant.
  • the free length is calculated based on three components:
  • the length of the winding material between the first and second support point is referred to as the free length.
  • the support point of the winding material on the deflection roller is also relevant.
  • the winding material already wound on the winding body can be taken into account.
  • the setting unit additionally has an adjustable winding material brake.
  • a winding material brake is preferably designed as a deflection roller that is coupled to a servo motor, whereby the servo motor specifies the rotational speed of the deflection roller. If the rotational speed of the deflection roller is reduced, the winding tension is increased.
  • the adjustment unit also includes a dancer roller.
  • the winding material brake can also optionally be used to adjust the winding tension.
  • the winding material brake can be used, for example, in combination with a winding material storage unit and/or the dancer roll.
  • the winding tension is adjusted to the intended winding tension using a control device.
  • the control device has a control loop.
  • the control loop is preferably designed as a P controller, PI control loop or PID control loop.
  • a control device with a control loop can be used to control the winding tension to a constant or to the specified winding tension.
  • the control device preferably controls the position of an actuator.
  • the actuator is used to adjust the position of the dancer roll or to adjust the capacity of the winding material storage.
  • a sensor in particular a sensor on a dancer roll, determines the winding tension.
  • the sensor is preferably designed as a force sensor and/or as a position sensor.
  • a force sensor is also referred to as a tension load cell.
  • Such a sensor provides the determined position and/or the determined force for the control device, in particular for the control circuit and/or for the control device.
  • the encoder can also determine the force directly through interaction of the encoder with the winding material.
  • the setting unit sets the length of the winding material between a support point of the winding material on the supply roll and the support point of the winding material on the winding body to a constant length.
  • the adjustment unit compensates for the deviation in the winding tension by changing the free length and the displacement of the respective second support point of the winding material on the deflection roller.
  • the change in the free length is calculated.
  • the change in free length is provided to the control device.
  • the free length is calculated by a continuous calculation using geometric relationships during the winding process. Calculating the free length during the winding process is called an online calculation.
  • the calculation of the free length is particularly advantageous because measurement errors can occur during an experimental determination.
  • the adjustment unit in conjunction with the winding material storage, compensates for a change in a free length.
  • the setting unit is used to set the capacity of the winding material storage.
  • the winding material storage has at least one deflection roller for this purpose, wherein the setting unit changes the position of the at least one deflection roller in relation to another deflection roller.
  • the capacity of the winding material storage is changed.
  • the winding material passes through the winding material storage, with the winding material being changed in its direction of propagation by at least one deflection roller.
  • the position of an actuator of the setting unit during winding is calculated as a parameter for the setting unit.
  • the free length is also a parameter.
  • a parameter that depends on the free length and optionally on the intended winding tension is the setting for the respective actuator or another parameter for the setting unit.
  • the parameter can also be compared with at least one measured parameter during the calculation.
  • the winding machine comprises a receiving device for the winding body, in particular for a winding body with a non-circular cross-section.
  • the winding machine is also assigned a supply roll for the winding material.
  • the winding machine has a further receiving device for the supply roll.
  • the winding machine also includes a setting unit.
  • the setting unit has a variable winding material storage unit.
  • the adjustment unit can be provided for adjusting the respective rotational speed of the supply roll and/or the winding body.
  • a winding machine can add another dancer roll
  • the dancer roller can be used to compensate for the winding tension and/or in conjunction with a sensor to determine the winding tension.
  • the winding material runs from the supply roll over the optional dancer roll and through the setting unit. After passing through the dancer roll and the setting unit, the winding material is made available to the winding body via a deflection roll.
  • the deflection roller in front of the winding body can be part of the adjustment unit.
  • the deflection roller is advantageously arranged in a fixed position.
  • the winding material runs over the deflection roller, whereby the winding material leaves the deflection roller at a second support point.
  • the support point changes with the orientation of the winding body, especially in the case of a winding body with a non-circular cross-sectional area.
  • the winding machine has an optional winding material brake.
  • the winding material brake is designed to directly adjust the winding tension to the intended winding tension.
  • the supply roll and the winding body are each coupled to a drive.
  • the respective drive is used to rotate the winding body or the supply roll.
  • the supply roll has a second rotation speed.
  • the winding body has a first rotation speed.
  • the rotation speeds are controlled or regulated by the control device.
  • the winding tension can be adjusted or regulated using the rotation speed.
  • the winding tension is adjusted by controlling the respective rotation speed.
  • an oval or rectangular cross-section of a winding body leads to a periodic change in the winding tension at a constant speed of the winding material.
  • the winding tension depends on the free length. As the free length increases, the winding tension increases.
  • a control device is used to adjust the winding tension using the above measures.
  • a computing unit is assigned to the control device. The computing unit is used to calculate the respective rotational speed, to adjust the setting unit and the actuator.
  • FIG 1 shows a winding machine.
  • the winding machine has an adjustment unit EE.
  • the adjustment unit EE can be designed as a winding material brake, as a winding material storage device 5 and/or as a dancer roller 3.
  • a control device SE is also shown, wherein the control device SE comprises a computing unit RE and/or a control device 9.
  • the control device SE serves to control or regulate the drive M for the winding body 1.
  • the computing unit RE provides the intended winding tension F-soll.
  • the computing unit RE provides the settings for a respective actuator 3a, 5a and/or the first and second rotational speeds W1, W2. Based on the above variables, the control device SE controls or regulates the motors M of the supply roll 4 and/or the winding body 1.
  • the control device controls or regulates a respective actuator 3a, 5a.
  • the winding body rotates during the winding process at a first rotational speed W1.
  • the first rotational speed W1 corresponds to the first time derivative of the orientation a of the winding body 1.
  • the winding body 1 is wound with the winding material D.
  • the winding material D runs through the winding machine at a speed v.
  • the winding material D has a winding tension F during the winding process.
  • the winding tension F is set to a intended winding tension F_soll with the help of the drive M of the winding body 1, with the help of the drive or the motor M for the supply roll 4.
  • the supply roller has a second rotation speed W2.
  • the winding material D is guided over a deflection roller 2.
  • the winding material D is wound by the deflection roller 2 onto the winding body 1.
  • the winding material D leaves the deflection roller 2 at a second support point P2.
  • the winding material D touches the winding body 1 at the first support point P1.
  • the free length x extends between the first support point P1 and the second support point P2.
  • the free length x corresponds to the length of the winding material D between the deflection roller 2 and the winding body 1.
  • the free length x changes periodically during the winding process.
  • the second support point P2 on the deflection roller 2 also changes periodically.
  • FIG 2 shows another winding machine.
  • the winding machine has a dancer roll 3.
  • the dancer roll 3 serves to balance the winding tension F of the winding material D.
  • the winding material D starts from the supply roll 4 and passes through the Dancer roll 3.
  • the winding material D is wound onto the winding body 1 via a deflection roll 2.
  • a sensor and/or an actuator 3a are assigned to the dancer roller 3.
  • the sensor determines the position d of the dancer roller 3.
  • the sensor can also be designed as a force sensor and thus directly determine the winding tension.
  • the change in the free length x is compensated with the help of the dancer roller 3, whereby the dancer roller 3 compensates for the change in the free length x, e.g. with the help of an actuator 3a.
  • the winding tension F is set to a constant value by a constant distance between a first support point P1 and a third support point P3.
  • the third support point P3 is the point at which the winding material D leaves the supply roller 4.
  • the third support point P3 is preferably located on the supply roller 4.
  • the winding tension is also constant by a constant length of the winding material between the first support point P1 and the third support point P3.
  • FIG 3 shows another winding machine.
  • the winding machine comprises a winding body 1, a deflection roller 2, a dancer roller 3 and a supply roller 4.
  • the speed of the winding material D is constant, in particular starting from the supply roller 4.
  • the winding material D runs at a constant speed v from the supply roller 4.
  • the winding material D runs through the free length x at a non-constant speed v (v ⁇ const).
  • the dancer roller 3 serves to compensate for the speed v of the winding material D.
  • the second rotational speed W2 of the supply roller 4 is constant.
  • the second rotational speed W2 does not depend on the respective orientation a (from 0° to 360°). This means that the speed v of the winding material D, which comes from the supply roller 4, is constant.
  • the position d of the dancer roller 3 can be actively adjusted by means of the actuator 3a.
  • the first rotational speed W1 is not constant, but has a periodic course. This is shown in the respective diagram.
  • the approximately periodic course of the first rotational speed W1 that is the rotational speed of the winding body 1, is calculated based on the shape of the non-circular cross section of the winding body 1.
  • the periodic variation of the first rotational speed W1 at a constant second rotational speed W2 of the supply roll leads to the equalization of the winding tension F of the winding material D during the winding process.
  • the supply roller 4 can be driven with a periodic rotation speed W2. Then the first rotation speed W1 can be set to a constant value.
  • the dancer roller 3 is optionally assigned to an actuator 3a (not shown). Minimal fluctuations in the winding tension F can be compensated by the actuator 3a and the dancer roller.
  • a control device SE (not shown) is preferably used to control or regulate the first rotational speed W1.
  • FIG 4 shows another winding machine.
  • the winding machine has a winding body 1 onto which two winding materials D are wound.
  • the first rotational speed W1 of the winding body 1 is constant.
  • the winding machine has a deflection roller 2.
  • the respective winding material D is guided onto the winding body 1 on the respective deflection roller 2.
  • the respective dancer roller 3 is A sensor for determining the respective position d of the respective dancer roller 3 is assigned. The position d of the respective dancer roller is almost constant.
  • the dancer roller 3 is equipped with an actuator 3a.
  • the respective second rotational speed W2 is varied.
  • the variation of the winding tension F as a function of the orientation a of the winding body 1 (or the supply roll 4) can be set as the intended winding tension F-target.
  • the speed v of the respective winding material D is not constant, starting from the supply roll 4.
  • the speed v of the respective winding material D is based on the orientation a of the winding body 1.
  • FIG 5 shows another winding machine.
  • the winding machine has a winding material storage 5 and a dancer roll 3.
  • the dancer roll 3 and/or the winding material storage 5 form the setting unit EE.
  • the setting unit EE is used to set the winding tension F of the winding material D.
  • the and/or connection is indicated by the dashed border of the respective elements 3, 5.
  • the winding machine comprises a control device SE.
  • the control device SE has a control device 9.
  • the control device 9 serves to regulate the capacity of the winding material storage 5.
  • the capacity of the winding material storage 5 is set using an actuator 5a. To do this, the actuator 5a changes the position d of a deflection roller of the winding material storage 5.
  • force sensors can determine the winding tension F of the winding material D.
  • An analogous structure of the setting unit EE can be achieved by the dancer roller 3.
  • the dancer roller 3 can be equipped with a sensor
  • the encoder determines the winding tension F by determining the position d of the dancer roller 3.
  • the winding machine also comprises a control device SE.
  • the control device SE comprises a computing unit RE and a control device 9.
  • the control device 9 serves to control the position of the respective actuator 5a and/or the rotational speed W1, W2.
  • the control device SE further has inputs for the position d of the respective dancer roller 3 and/or the capacity of the winding material storage 5.
  • the control device SE serves to set the winding tension to a specified winding tension F, in particular to a constant specified winding tension F-desired.
  • the first and second rotational speeds W1, W2 are specified by the control device SE.
  • the rotational speeds W1, W2 are constant and the compensation of the winding tension F is carried out by the respective actuator 5a.
  • the actuator 5a is adjusted in such a way that the free length x is compensated by the change in the capacity of the winding material storage 5.
  • the invention relates to a method for winding a winding material D and a winding machine.
  • the winding tension can be set to a predetermined winding tension F_soll, in particular a constant winding tension F.
  • a characteristic aspect is the compensation of the free length x of the winding material, wherein the free length x is the distance between the first support point P1 of the winding material on the winding body 1 and the second support point P2 of the winding material on a deflection roll 2.
  • the change in the free length is hereby made by the adjustment unit and optionally additionally compensated by varying the respective rotational speed W1, W2.
  • the invention allows the winding tension F to be adjusted easily, quickly and precisely when winding a winding material D onto a winding body.

Landscapes

  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)

Description

Verfahren zum Wickeln eines Wickelgutes, und Wickelmaschine Das Verfahren betrifft ein Verfahren zum Wickeln eines Wickelgutes. Weiter betrifft die Erfindung eine Wickelmaschine. Beim Wickeln eines Wickelgutes, insbesondere bei einem Draht oder einer Folie, auf einen Wickelkörper wird auf das Wickelgut regelmäßig eine Wickelspannung beaufschlagt. Die Wickelspannung entspricht hierbei der Kraft (pro Querschnittfläche), mit der das Wickelgut auf den Wickelkörper gewickelt wird. In modernen Vorrichtungen zum Wickeln eines Wickelgutes kann die Wickelspannung eingestellt werden. Mit anderen Worten ist die Wickelspannung die Zugspannung des Wickelgutes.Method for winding a winding material and winding machine The method relates to a method for winding a winding material. The invention further relates to a winding machine. When winding a winding material, in particular a wire or a film, onto a winding body, a winding tension is regularly applied to the winding material. The winding tension corresponds to the force (per cross-sectional area) with which the winding material is wound onto the winding body. In modern devices for winding a winding material, the winding tension can be adjusted. In other words, the winding tension is the tensile stress of the winding material.

EP 2 485 227 A1 offenbart ein Verfahren zum Wickeln eines Wickelgutes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Wickelmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7. EP 2 485 227 A1 discloses a method for winding a winding material according to the preamble of claim 1 and a winding machine according to the preamble of claim 7.

EP 2 306 473 A1 beschreibt eine Drahtwickelmaschine und eine Regelung für eine solche Drahtwickelmaschine. EP 2 306 473 A1 describes a wire winding machine and a control system for such a wire winding machine.

WO2006133662A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Drahtspannung eines Spulenwickeldrahtes, bei dem eine vorbestimmte Verzögerungskraft auf den Spulenwickeldraht übertragen und die jeweilige Drahtspannung des Spulenwickeldrahtes während des Wickelprozesses erfasst wird. WO2006133662A1 shows a method and a device for controlling the wire tension of a coil winding wire, in which a predetermined deceleration force is transmitted to the coil winding wire and the respective wire tension of the coil winding wire is detected during the winding process.

JPS60105210A zeigt einen Bandantrieb EP926090A2 zeigt eine Wickelmaschine, bei der ein Controller eine Zuführ-Geschwindigkeit in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit beim Aufwickeln steuert. JPS60105210A shows a belt drive EP926090A2 shows a winding machine in which a controller controls a feed speed depending on a winding speed.

EP2617670A2 zeigt ein Spannungsgerät, das Änderungen der Geschwindigkeit abfangen und eine Spannung auch bei Änderung der Geschwindigkeit eines Walzdrahtes konstant halten kann. EP2617670A2 shows a tension device that can absorb changes in speed and keep a tension constant even when the speed of a wire rod changes.

Gemäß dem derzeitigen Stand der Technik ist die Wickelspannung, insbesondere eine nicht konstante Wickelspannung, schwierig einstellbar.According to the current state of the art, the winding tension, especially a non-constant winding tension, is difficult to adjust.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Wickeln eines Wickelgutes bereitzustellen.It is therefore an object of the invention to provide an improved method and an improved device for winding a winding material.

Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, die Wickelspannung beim Wickelvorgang zu kontrollieren. Bevorzugt ist die Wickelspannung auf einen konstanten Wert einzustellen.In particular, it is the object of the invention to control the winding tension during the winding process. The winding tension is preferably set to a constant value.

Die Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.The object is achieved by a method according to claim 1.

Die Aufgabe wird weiter durch eine Wickelmaschine mit einer Steuereinrichtung gemäß Anspruch 7 gelöst.The object is further achieved by a winding machine with a control device according to claim 7.

Bei dem Verfahren zum Wickeln eines Wickelgutes, insbesondere zum Wickeln eines Drahtes oder einer Folie auf einen Wickelkörper mit nicht-kreisförmigem Querschnitt, wird das Wickelgut von einer Versorgungsrolle auf den Wickelkörper gewickelt. Das Verfahren weist zumindest folgende Schritte auf:

  • Bereitstellung des Wickelgutes von der Versorgungsrolle,
  • Aufwickeln des Wickelgutes auf den Wickelkörper,
    • wobei die Wickelspannung des Wickelgutes auf eine vorgegebene Wickelspannung einstellbar ist,
    • wobei die Wickelspannung durch eine Einstelleinheit auf die vorgegebene Wickelspannung eingestellt wird.
In the method for winding a winding material, in particular for winding a wire or a film onto a winding body with a non-circular cross-section, the winding material is wound onto the winding body from a supply roll. The method comprises at least the following steps:
  • Provision of the winding material from the supply roll,
  • Winding the winding material onto the winding body,
    • whereby the winding tension of the winding material can be adjusted to a predetermined winding tension,
    • The winding tension is adjusted to the specified winding tension by an adjustment unit.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass eine freie Länge des Wickelgutes zwischen den Auflagepunkten des Wickelgutes auf dem Wickelgut und einer Umlenkrolle, von der aus das Wickelgut bewickelt wird, sich fortwährend ändert. Die Änderung ist insbesondere bei einem Wickelkörper mit einem nicht-kreisförmigen Querschnitt erheblich.The invention is based on the knowledge that a free length of the winding material between the support points of the winding material on the winding material and a deflection roller from which the winding material is wound, changes continuously. The The change is particularly significant for a winding body with a non-circular cross-section.

Darüber hinaus liegt der Erfindung die Erkenntnis zu Grunde, dass ein Wickelgut mit einer vorgesehenen Wickelspannung, die nicht notwendig zeitlich konstant ist, auf den Wickelkörper aufgewickelt werden soll. Bei vielen Anwendungen jedoch, wie dem Wickeln einer Batteriezelle, ist die Wickelspannung während des gesamten Wickelvorgangs möglichst konstant zu halten.Furthermore, the invention is based on the knowledge that a winding material should be wound onto the winding body with a predetermined winding tension, which is not necessarily constant over time. However, in many applications, such as winding a battery cell, the winding tension should be kept as constant as possible during the entire winding process.

Unter einer Versorgungsrolle wird hier eine Einrichtung zur Aufbewahrung des Wickelgutes verstanden. Beispielhaft eine Drahtwolle oder eine Rolle, auf der die Folie aufgerollt ist. Das Wickelgut kann jedoch auch gestapelt vorliegen. Der Versorgungsrolle kann eine zweite Drehgeschwindigkeit zugeordnet werden, so dass die Versorgungsrolle das Wickelgut mit einer, der zweiten Drehgeschwindigkeit proportionalen Geschwindigkeit bereitstellt.A supply roll is understood here to be a device for storing the winding material. For example, a wire wool or a roll on which the film is rolled up. The winding material can also be stacked. The supply roll can be assigned a second rotation speed so that the supply roll provides the winding material at a speed proportional to the second rotation speed.

Die Erfindung ist besonders gut zum Umwickeln eines Wickelkörpers geeignet, der einen nicht-kreisförmigen Querschnitt und/oder einen nicht konstanten Durchmesser/Radius aufweist. Beispielhaft ist ein solcher Wickelkörper ellipsenförmig oder rechteckig geformt.The invention is particularly well suited for winding a winding body that has a non-circular cross-section and/or a non-constant diameter/radius. For example, such a winding body is elliptical or rectangular in shape.

Besonders vorteilhaft werden mit dem hier vorgestellten Verfahren Batteriezellen oder Folienkondensatoren erzeugt.The process presented here is particularly advantageous for producing battery cells or film capacitors.

Unter der Wickelspannung wird die Spannung des Wickelgutes verstanden. Eine Möglichkeit zur Definition der Wickelspannung ist die Kraft, welche auf das Wickelgut senkrecht zu seiner Querschnittfläche wirkt, dividiert durch die Querschnittfläche. Oft ist die Querschnittfläche konstant. Dann entspricht die Wickelspannung der Kraft, mit der das Wickelgut "beim Wickeln von dem sich drehenden Wickelkörper weg gezogen" wird.The winding tension is the tension of the winding material. One way of defining the winding tension is the force that acts on the winding material perpendicular to its cross-sectional area, divided by the cross-sectional area. The cross-sectional area is often constant. The winding tension then corresponds to the force with which the winding material is "pulled away from the rotating winding body during winding".

Unter der vorgesehenen Wickelspannung wird die Wickelspannung verstanden, mit der das Wickelgut auf den Wickelkörper aufgewickelt werden soll. Die vorgesehene Wickelspannung kann als Funktion der Ausrichtung des Wickelkörpers dargestellt sein. Beispielhaft ist dies bei einer Wicklung eines Drahtes um einen eckigen Wickelkörper notwendig, um ein gutes Ergebnis zu erzielen.The intended winding tension is the winding tension with which the winding material is to be wound onto the winding body. The intended winding tension can be shown as a function of the orientation of the winding body. For example, this is necessary when winding a wire around a square winding body in order to achieve a good result.

Bevorzugt ist die Wickelspannung proportional der Krümmung des Wickelkörpers an dem Auflagepunkt des Wickelkörpers. Eine solche Proportionalität ist besonders vorteilhaft beim Wickeln von Metalldraht.Preferably, the winding tension is proportional to the curvature of the winding body at the support point of the winding body. Such proportionality is particularly advantageous when winding metal wire.

Es ist jedoch zu beachten, dass die Krümmung des Wickelkörpers aufgrund der schon aufgewickelten Materiallagen abnimmt. Die Einstelleinheit ist zur Einstellung der Wickelspannung ausgebildet. Das Wickelgut wird mit Hilfe der Einstelleinheit vor dem Aufwickeln auf den Wickelkörper beeinflusst.However, it should be noted that the curvature of the winding body decreases due to the layers of material that have already been wound on. The adjustment unit is designed to adjust the winding tension. The winding material is influenced using the adjustment unit before it is wound onto the winding body.

Ergänzend zur Einstellung der Wickelspannung mit Hilfe der Einstelleinheit kann die Drehgeschwindigkeit des Wickelkörpers und/oder der Versorgungsrolle verändert werden.In addition to adjusting the winding tension using the adjustment unit, the rotation speed of the winding body and/or the supply roll can be changed.

Die Drehgeschwindigkeit wird durch die Antriebe eingestellt, welche mit Hilfe einer Steuereinrichtung für die Durchführung des Wickelvorgangs dienen.The rotation speed is adjusted by the drives, which are used to carry out the winding process with the help of a control device.

Ein Computerprogrammprodukt ist auf einer Recheneinheit lauffähig und ist ausgebildet, um das Verfahren zum Wickeln eines Wickelgutes zu unterstützen.A computer program product can run on a computing unit and is designed to support the method for winding a winding material.

Das Computerprogramm ist auf der Recheneinheit installiert und gespeichert. Zum Ablauf wird das Computerprogrammprodukt in den Arbeitsspeicher der Recheneinheit geladen und mit einem Prozessor ausgeführt. Beim Ablauf des Computerprogrammproduktes wird

  • die freie Länge berechnet,
  • Einstellungen für das jeweilige Stellglied berechnet und bereitgestellt,
  • und/oder die Größen für den Wickelvorgang berechnet.
The computer program is installed and stored on the computing unit. To run, the computer program product is loaded into the memory of the computing unit and executed by a processor. When the computer program product runs,
  • the free length is calculated,
  • Settings for the respective actuator are calculated and provided,
  • and/or the sizes for the winding process are calculated.

Die Berechnung und die Bereitstellung der Einstellungen erfolgt online an die Steuereinrichtung.The calculation and provision of the settings is done online to the control device.

Das hier vorgestellte Verfahren weist eine Vielzahl von Vorteilen auf. Insbesondere

  • eine einfache und genaue Einstellung der Wickelspannung,
  • bei online-Berechnung von Parametern für die Einstelleinheit oder der Drehgeschwindigkeiten eine geringe Einrichtzeit,
  • Beachtung von einem Biegemoment oder Zugmoment beim Wickelprozess einfach möglich sowie
  • eine erheblich genauere Einstellung der Wickelspannung im Vergleich zum derzeitigen Stand der Technik.
The method presented here has a number of advantages. In particular
  • easy and precise adjustment of the winding tension,
  • when calculating parameters for the setting unit or the rotation speeds online, a short setup time,
  • Consideration of a bending moment or tensile moment during the winding process is easily possible as well as
  • a significantly more precise adjustment of the winding tension compared to the current state of the art.

Prinzipiell ist ein zweiter Auflagepunkt des Wickelgutes auf der letzten Umlenkrolle für das Wickelgut vor dem Wickelkörper lokalisiert.In principle, a second support point for the winding material is located on the last deflection roller for the winding material in front of the winding body.

Bei der Umlenkrolle ist diejenige Umlenkrolle gemeint, von der aus das Wickelgut zum Wickelkörper geführt wird.The deflection roller is the one from which the winding material is guided to the winding body.

Durch den nicht-kreisrunden Querschnitt des Wickelkörpers bedingt, ergibt sich je Umdrehung des Wickelkörpers eine variable freie Länge. Der Wegunterschied je Umdrehung des Wickelkörpers (Ausrichtung = 360°) ist vorteilhaft zu kompensieren, um die Wickelspannung des Wickelgutes konstant zu halten. Eine Wickelspannung wird auch als Bahnspannung oder Wickelgutspannung bezeichnet.Due to the non-circular cross-section of the winding body, each revolution of the winding body results in a variable free length. The path difference per revolution of the winding body (orientation = 360°) should be compensated to keep the winding tension of the winding material constant. A winding tension is also referred to as web tension or winding material tension.

Die Erfindung gründet insbesondere auf der Erkenntnis, dass beim Wickelvorgang auf einem Wickelkörper mit nicht kreisrundem Querschnitt sich der Abstand zwischen dem Auflagepunkt des Wickelgutes auf dem Wickelkörper und dem Auflagepunkt des Wickelgutes auf einer Umlenkrolle bei der Rotation des Wickelkörpers verändert.The invention is based in particular on the finding that during the winding process on a winding body with a non-circular cross-section, the distance between the support point of the winding material on the winding body and the support point of the winding material on a deflection roller changes as the winding body rotates.

Die Veränderung des Abstandes zwischen den Auflagepunkten hat eine Veränderung der Wickelspannung zur Folge. Die Veränderung der Wickelspannung beim Wickeln führt zu erheblichen Qualitätseinbußen.Changing the distance between the support points results in a change in the winding tension. Changing the winding tension during winding leads to significant losses in quality.

Eine erste Lösung ist der Ausgleich der freien Länge über eine Tänzerrolle, wobei die Tänzerrolle eine Position derart annimmt, dass die Wickelspannung ausgeglichen wird. Ein solcher passiver Ausgleich ist oft langsam.A first solution is to compensate for the free length using a dancer roll, whereby the dancer roll assumes a position such that the winding tension is compensated. Such passive compensation is often slow.

Eine Tänzerrolle kann jedoch auch mit Hilfe eines Stellgliedes aktiv positioniert werden. Durch den aktiven Ausgleich der freien Länge und optional des unterschiedlichen Auflagepunktes des Wickelgutes auf der Umlenkrolle ist ein schneller und einfacher Ausgleich der Wickelspannung möglich.However, a dancer roll can also be actively positioned using an actuator. By actively compensating the free length and optionally the different support points of the winding material on the deflection roll, the winding tension can be compensated quickly and easily.

Daher erfolgt im Rahmen der Erfindung der Ausgleich der Wickelspannung aktiv. Dazu wird ein Wickelgutspeicher derart eingestellt, dass die Kapazität desselben zum Ausgleich der Wickelspannung eingestellt wird.Therefore, within the scope of the invention, the winding tension is compensated actively. For this purpose, a winding material storage device is set in such a way that its capacity is adjusted to compensate for the winding tension.

Die Einstellung der Wickelspannung erfolgt vorteilhaft auf einen konstanten Wert. Je nach Anwendung kann die Wickelspannung auch auf einen nicht-konstanten Verlauf eingestellt werden.It is best to set the winding tension to a constant value. Depending on the application, the winding tension can can also be set to a non-constant course.

Beispielhaft kann bei einem eckigen Wickelkörper die Wickelspannung bei der Umwicklung der jeweiligen Ecke auf einen höheren Wert eingestellt werden. Allgemein kann sich die Wickelspannung nach der Krümmung des Wickelkörpers am ersten Auflagepunkt orientieren.For example, with a square winding body, the winding tension can be set to a higher value when wrapping around the respective corner. In general, the winding tension can be based on the curvature of the winding body at the first support point.

Die Wickelspannung und somit die Einstellung der Einstelleinheit, insbesondere in Form von Parametern, wird während des Wickelvorgangs berechnet. Eine solche Berechnung während des Wickelvorgangs wird auch als online-Berechnung bezeichnet. Zur Berechnung der jeweiligen Einstellung dient eine Recheneinheit, wobei die Recheneinheit einer Steuereinrichtung zugeordnet ist. Die Steuereinrichtung dient zur Steuerung oder Regelung der Motoren und/oder der jeweiligen Stellglieder. Durch eine online-Berechnung der Parameter für die Einstelleinheit kann Zeit beim Einrichten der Wickelmaschine eingespart werden und systematische Fehler ausgeglichen werden, indem beispielhaft Eigenschaften des Wickelgutes bei der Berechnung berücksichtigt werden können.The winding tension and thus the setting of the setting unit, particularly in the form of parameters, is calculated during the winding process. Such a calculation during the winding process is also referred to as an online calculation. A computing unit is used to calculate the respective setting, whereby the computing unit is assigned to a control device. The control device is used to control or regulate the motors and/or the respective actuators. By calculating the parameters for the setting unit online, time can be saved when setting up the winding machine and systematic errors can be compensated for by taking properties of the winding material into account in the calculation.

Zur Einstellung der Wickelgutspannung ist darüber hinaus eine Wickelgutbremse mit einstellbarer Bremsleistung vorteilhaft. Hierbei wird das Wickelgut über eine Umlenkrolle geleitet, wobei die Umlenkrolle mit einem Servomotor gekoppelt ist und mit einer Einstellung der Drehgeschwindigkeit die Wickelspannung einstellbar ist.In order to adjust the winding material tension, a winding material brake with adjustable braking power is also advantageous. The winding material is guided over a deflection roller, whereby the deflection roller is coupled to a servo motor and the winding tension can be adjusted by adjusting the rotation speed.

Eine Wickelgutbremse kann vorteilhaft durch weitere Möglichkeiten der Einstellung der Wickelspannung ergänzt werden.A winding material brake can advantageously be supplemented by further options for adjusting the winding tension.

Ein Wickelgutspeicher weist eine Mehrzahl von Umlenkrollen auf, wobei das Wickelgut durch die Mehrzahl von Umlenkrollen auf einer, in der Länge veränderlichen Bahn gehalten wird. Durch eine Veränderung der Position zumindest einer der Umlenkrollen ist eine Einstellung der Länge der Bahn möglich.A winding material storage device has a plurality of deflection rollers, wherein the winding material is held by the plurality of deflection rollers on a path whose length can be changed. By changing the position of at least one of the deflection rollers, the length of the path can be adjusted.

Die Länge der Bahn des Wickelgutes entspricht der Kapazität des Wickelgutspeichers. Die Veränderung der Position der jeweiligen Umlenkrolle erfolgt durch ein Stellglied.The length of the winding material path corresponds to the capacity of the winding material storage. The position of the respective deflection roller is changed by an actuator.

Ein Wickelgutspeicher kann zum Ausgleich von leichten Schwankungen der Wickelspannung mit einer Tänzerrolle kombiniert werden.A winding material accumulator can be combined with a dancer roll to compensate for slight fluctuations in the winding tension.

Ein variabler Wickelgutspeicher weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Umlenkrollen auf, wobei der Abstand der jeweiligen Umlenkrollen mit Hilfe eines jeweiligen Stellgliedes verändert werden kann.A variable winding material storage preferably has a plurality of deflection rollers, wherein the distance between the respective deflection rollers can be changed by means of a respective actuator.

Eine Tänzerrolle kann sowohl zum Ausgleich der Wickelspannung als auch, im Zusammenspiel mit einem Geber, zur Bestimmung der Wickelspannung dienen.A dancer roller can be used both to compensate for the winding tension and, in conjunction with a sensor, to determine the winding tension.

Eine Tänzerrolle ist eine Umlenkrolle, deren Position in einer Richtung passiv oder mit Hilfe eines Stellgliedes aktiv eingestellt werden kann. Bevorzugt bestimmt ein Geber die Position der Tänzerrolle. Der Geber kann in Verbindung mit einer Federkonstruktion als Kraftgeber eingesetzt werden. Mit Hilfe des Gebers oder des Kraftgebers kann die Wickelspannung direkt bestimmt werden.A dancer roller is a deflection roller whose position can be adjusted passively in one direction or actively with the help of an actuator. Preferably, a sensor determines the position of the dancer roller. The sensor can be used in conjunction with a spring construction as a force sensor. The winding tension can be determined directly with the help of the sensor or the force sensor.

Zur Einstellung der Wickelspannung mit Hilfe der Tänzerrolle wird die Position der Tänzerrolle verändert, so dass die Länge zwischen der Tänzerrolle und den entsprechenden Umlenkrollen verändert wird.To adjust the winding tension using the dancer roll, the position of the dancer roll is changed so that the length between the dancer roll and the corresponding deflection rolls is changed.

Zur Bestimmung der Wickelspannung wird die Position der Tänzerrolle mit einem Geber bestimmt. Steigt die Wickelspannung, so ändert sich die Position der Tänzerrolle zu den entsprechenden Umlenkrollen hin und umgekehrt. Die Position wird mit dem Geber erfasst.To determine the winding tension, the position of the dancer roll is determined using a sensor. If the winding tension increases, the position of the dancer roll changes towards the corresponding deflection rolls and vice versa. The position is recorded using the sensor.

Der Geber kann als Positionsgeber ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Geber als Kraftgeber ausgebildet. Der Kraftgeber bestimmt die Kraft, die auf die Tänzerrolle wirkt und bestimmt hierdurch die Wickelspannung. Durch die Ausgestaltung des Gebers als eine Kombination von Positionsgeber und Kraftgeber, kann eine Tänzerrolle sowohl zur Einstellung als auch zur Bestimmung der Wickelspannung eingesetzt werden.The sensor can be designed as a position sensor. Preferably, the sensor is designed as a force sensor. The force sensor determines the force acting on the dancer roll and thereby determines the winding tension. By designing the sensor as a combination of position sensor and force sensor, a dancer roll can be used both to set and to determine the winding tension.

Unter einem Kraftgeber wird ein Sensor zur Ermittlung der Kraft verstanden, die auf das Wickelgut wirkt. So kann der Kraftgeber beispielhaft zur Bestimmung der Position einer mit einer Feder in einer Position gehaltenen Umlenkrolle ausgebildet sein. Der Kraftgeber ist damit in der Lage, die Wickelspannung des Wickelgutes direkt zu bestimmen.A force sensor is a sensor for determining the force acting on the winding material. For example, the force sensor can be designed to determine the position of a deflection roller held in position by a spring. The force sensor is therefore able to directly determine the winding tension of the winding material.

Eine Regeleinrichtung dient hier zur Regelung der Wickelspannung auf einen konstanten Wert oder auf eine vorgesehene Wickelspannung .A control device is used to regulate the winding tension to a constant value or to a predetermined winding tension.

Als Eingang der Regeleinrichtung dient vorzugsweise ein Geber, der die momentane Wickelspannung bestimmt. Als weitere Eingangsgröße weist die Regeleinrichtung vorzugsweise die vorgesehene Wickelspannung auf. Die vorgesehene Wickelspannung kann ein konstanter Wert sein. Die Wickelspannung kann auch eine Funktion der Ausrichtung des Wickelkörpers sein. Die Wickelspannung wird dabei bevorzugt während des Wickelvorgangs berechnet. Die Berechnung der Einstellungen der Stellglieder und der Drehgeschwindigkeiten, insbesondere als Funktion der vorgesehenen Wickelspannung, erfolgt online.The input of the control device is preferably a sensor that determines the current winding tension. The control device preferably has the intended winding tension as a further input variable. The intended winding tension can be a constant value. The winding tension can also be a function of the orientation of the winding body. The winding tension is preferably calculated during the winding process. The settings of the actuators and the rotation speeds, in particular as a function of the intended winding tension, are calculated online.

Die Regeleinrichtung ist vorzugsweise als Proportional-Regelung (P-Regelung), als Proportional-Intergral-Regelung (PI-Regelung) oder als Proportional-Integral-Differential-Regelung (PID-Regelung) ausgeführt.The control device is preferably designed as a proportional control (P control), as a proportional-integral control (PI control) or as a proportional-integral-derivative control (PID control).

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist die vorgesehene Wickelspannung konstant.In an advantageous embodiment of the method, the intended winding tension is constant.

Die vorgesehene Wickelspannung wird vorzugsweise bei einer Batteriezellenfertigung und der Wickelung von Kondensatoren konstant gehalten. Unter "konstant" ist hierbei zu verstehen, dass die Wickelspannung, insbesondere an dem ersten Auflagepunkt - das ist der Auflagepunkt des Wickelgutes auf dem (insbesondere bereits bewickelten) Wickelkörper - während des Wickelvorgangs gleich bleibt.The intended winding voltage is preferably kept constant during battery cell production and the winding of capacitors. "Constant" is to be understood here as meaning that the winding voltage, in particular at the first support point - that is the support point of the winding material on the (in particular already wound) winding body - remains the same during the winding process.

Erfindungsgemäß wird, wie später ausgeführt, die Wickelspannung des Wickelgutes mit Hilfe eines variablen Wickelgutspeichers eingestellt. Der variable Wickelgutspeicher ist so eingestellt, dass die sich ändernde Länge zwischen dem ersten und dem zweiten Auflagepunkt ausgeglichen wird. Somit ist die Länge des Wickelgutes zwischen dem ersten Auflagepunkt und dem dritten Auflagepunkt konstant. Durch die konstante Länge des Wickelgutes zwischen dem ersten und dem dritten Auflagepunkt ist die Wickelspannung konstant.According to the invention, as explained later, the winding tension of the winding material is set using a variable winding material storage device. The variable winding material storage device is set in such a way that the changing length between the first and second support points is compensated. The length of the winding material between the first support point and the third support point is therefore constant. Due to the constant length of the winding material between the first and third support points, the winding tension is constant.

Hierbei bezeichnet der erste Auflagepunkt den Auflagepunkt des Wickelgutes auf dem Wickelkörper. Weiter bezeichnet der zweite Auflagepunkt den Auflagepunkt des Wickelgutes auf der Umlenkrolle, von der das Wickelgut aus auf den Wickelkörper aufgewickelt wird. Der dritte Auflagepunkt kann der Auflagepunkt des Wickelgutes auf der Versorgungsrolle oder der Auflagepunkt des Wickelgutes auf einer Umlenkrolle zwischen der Versorgungsrolle und dem Wickelgutspeicher sein.The first support point refers to the support point of the winding material on the winding body. The second support point refers to the support point of the winding material on the deflection roller from which the winding material is wound onto the winding body. The third support point can be the support point of the winding material on the supply roller or the support point of the winding material on a deflection roller between the supply roller and the winding material storage.

Die Wickelspannung wird konstant gehalten, indem der Abstand zwischen dem ersten und dem dritten Auflagepunkt konstant gehalten wird.The winding tension is kept constant by keeping the distance between the first and third support points constant.

Hier wird der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Auflagepunkt als freie Länge bezeichnet.Here, the distance between the first and second support point is called the free length.

Bei einem Wickelkörper mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt ist der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Auflagepunkt nicht konstant, da er sich mit der Ausrichtung des Wickelkörpers verändert.For a winding body with a non-circular cross-section, the distance between the first and second support point is not constant, as it changes with the orientation of the winding body.

Die Veränderung des Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Auflagepunkt wird ausgeglichen. Der Ausgleich erfolgt insbesondere durch

  • die Veränderung der Kapazität des Wickelgutspeichers und darüber hinaus gegebenenfalls
  • durch eine Veränderung der Position der Tänzerrolle.
The change in the distance between the first and the second support point is compensated. The compensation is carried out in particular by
  • the change in the capacity of the winding material storage and, if necessary,
  • by changing the position of the dancer role.

Die Wickelspannung kann darüber hinaus durch eine Anpassung der Drehgeschwindigkeit des Wickelkörpers und/oder der Drehgeschwindigkeit der Versorgungsrolle konstant gehalten werden. So führt eine Reduktion der Drehgeschwindigkeit der Versorgungsrolle zu einer Erhöhung der Wickelspannung. Weiter führt eine Reduktion der Drehgeschwindigkeit des Wickelkörpers in der Regel zu einer Reduktion der Wickelspannung.The winding tension can also be kept constant by adjusting the rotational speed of the winding body and/or the rotational speed of the supply roll. A reduction in the rotational speed of the supply roll leads to an increase in the winding tension. Furthermore, a reduction in the rotational speed of the winding body usually leads to a reduction in the winding tension.

Erfindungsgemäß weist die Einstelleinheit ein variabler Wickelgutspeicher auf.According to the invention, the setting unit has a variable winding material storage.

Bevorzugt ist die Einstelleinheit als variabler Wickelgutspeicher ausgebildet. Optional kann der Wickelgutspeicher auch eine Tänzerrolle umfassen.Preferably, the setting unit is designed as a variable winding material storage unit. Optionally, the winding material storage unit can also include a dancer roller.

Bei der Ausgestaltung dient der variable Wickelgutspeicher zur Einstellung der Wickelspannung. Erfindungsgemäß erfolgt die Einstellung der Wickelspannung des Wickelgutes durch eine Änderung der Kapazität des variablen Wickelspeichers.In the design, the variable winding material storage is used to adjust the winding tension. According to the invention, the winding tension of the winding material is adjusted by changing the capacity of the variable winding storage.

Als variabler Wickelgutspeicher eignet sich eine Mehrzahl von Umlenkrollen, wobei das Wickelgut mäanderförmig die Mehrzahl von Umlenkrollen umläuft. Zur Einstellung der Kapazität des so aufgebauten Wickelgutspeichers kann die Position von einer oder von mehreren Umlenkrollen verändert werden.A number of deflection rollers are suitable as a variable winding material storage system, with the winding material meandering around the number of deflection rollers. To adjust the capacity of the winding material storage system constructed in this way, the position of one or more deflection rollers can be changed.

Hierbei ist die Veränderung durch ein Stellglied ausführbar, wobei das Stellglied den Abstand von einer Umlenkrolle oder mehreren Umlenkrollen in Bezug zueinander verändert.The change can be carried out by an actuator, whereby the actuator changes the distance between one or more deflection rollers in relation to one another.

Durch die Veränderung der Kapazität des Wickelgutspeichers kann die Längenänderung der freien Länge ausgeglichen werden. So lässt sich die Wickelspannung konstant halten.By changing the capacity of the winding material storage, the change in the free length can be compensated. This allows the winding tension to be kept constant.

Insbesondere ist die Lage des zweiten Auflagepunkt auf der Umlenkrolle zu beachten.Particular attention must be paid to the position of the second support point on the pulley.

Durch den Ausgleich der Länge des Wickelgutes mit Hilfe eines variablen Wickelgutspeichers ist eine einfache und wirksame Art und Weise, die Wickelspannung des Wickelgutes konstant zu halten.Compensating the length of the winding material with the help of a variable winding material storage is a simple and effective way to keep the winding tension of the winding material constant.

Die freie Länge wird anhand von drei Komponenten berechnet:
Die Bahnlänge des Wickelgutes zwischen dem ersten und dem zweiten Auflagepunkt wird als freie Länge bezeichnet. Weiter relevant ist der Auflagepunkt des Wickelgutes auf der Umlenkrolle. Darüber hinaus kann das bereits auf dem Wickelkörper aufgewickelte Wickelgut beachtet werden. Durch die Berücksichtigung der drei Aspekte ist die auszugleichende freie Länge berechenbar.The free length is calculated based on three components:
The length of the winding material between the first and second support point is referred to as the free length. The support point of the winding material on the deflection roller is also relevant. In addition, the winding material already wound on the winding body can be taken into account. By taking the three aspects into account, the free length to be compensated can be calculated.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens weist die Einstelleinheit zusätzlich eine einstellbare Wickelgutbremse auf. Eine Wickelgutbremse ist vorzugsweise als Umlenkrolle ausgeführt, die an einen Servomotor gekoppelt ist, wobei der Servomotor die Drehgeschwindigkeit der Umlenkrolle vorgibt. Bei einer Minderung der Drehgeschwindigkeit der Umlenkrolle wird die Wickelspannung erhöht.In a further advantageous embodiment of the method, the setting unit additionally has an adjustable winding material brake. A winding material brake is preferably designed as a deflection roller that is coupled to a servo motor, whereby the servo motor specifies the rotational speed of the deflection roller. If the rotational speed of the deflection roller is reduced, the winding tension is increased.

Optional umfasst die Einstelleinheit zusätzlich eine Tänzerrolle.Optionally, the adjustment unit also includes a dancer roller.

Die Wickelgutbremse kann auch optional zur Einstellung der Wickelspannung dienen. Die Wickelgutbremse kann beispielhaft in Kombination eines Wickelgutspeichers und/oder der Tänzerrolle eingesetzt werden.The winding material brake can also optionally be used to adjust the winding tension. The winding material brake can be used, for example, in combination with a winding material storage unit and/or the dancer roll.

Erfindungsgemäß wird die Wickelspannung mit einer Regeleinrichtung auf die vorgesehene Wickelspannung eingestellt.According to the invention, the winding tension is adjusted to the intended winding tension using a control device.

Die Regeleinrichtung weist einen Regelkreis auf. Der Regelkreis ist bevorzugt als P-Regler, PI-Regelkreis oder als PID-Regelkreis ausgebildet.The control device has a control loop. The control loop is preferably designed as a P controller, PI control loop or PID control loop.

Eine Regeleinrichtung mit einem Regelkreis kann zur Regelung der Wickelspannung auf eine konstante oder auf die vorgegebene Wickelspannung dienen.A control device with a control loop can be used to control the winding tension to a constant or to the specified winding tension.

Die Regeleinrichtung regelt vorzugsweise die Position eines Stellgliedes. Das Stellglied dient zur Einstellung der Position der Tänzerrolle oder zur Einstellung der Kapazität des Wickelgutspeichers.The control device preferably controls the position of an actuator. The actuator is used to adjust the position of the dancer roll or to adjust the capacity of the winding material storage.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ermittelt ein Geber, insbesondere ein Geber an einer Tänzerrolle, die Wickelspannung.In a further advantageous embodiment of the method, a sensor, in particular a sensor on a dancer roll, determines the winding tension.

Der Geber ist bevorzugt als Kraftgeber und/oder als Positionsgeber ausgebildet. Ein Kraftgeber wird bei einer Tänzerrolle auch als Zugmessdose bezeichnet. Ein solcher Geber stellt die ermittelte Position und/oder die ermittelte Kraft für die Regeleinrichtung, insbesondere für den Regelkreis und/oder für die Steuereinrichtung bereit.The sensor is preferably designed as a force sensor and/or as a position sensor. In the case of a dancer roller, a force sensor is also referred to as a tension load cell. Such a sensor provides the determined position and/or the determined force for the control device, in particular for the control circuit and/or for the control device.

Der Geber kann die Kraft auch direkt durch Wechselwirkung des Gebers mit dem Wickelgut bestimmen.The encoder can also determine the force directly through interaction of the encoder with the winding material.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens stellt die Einstelleinheit die Länge des Wickelgutes zwischen einem Auflagepunkt des Wickelgutes auf der Versorgungsrolle und dem Auflagepunkt des Wickelgutes auf dem Wickelkörper auf eine konstante Länge ein.In a further advantageous embodiment of the method, the setting unit sets the length of the winding material between a support point of the winding material on the supply roll and the support point of the winding material on the winding body to a constant length.

Die Einstelleinheit gleicht mit anderen Worten die Abweichung der Wickelspannung durch die Änderung der freien Länge und der Verschiebung des jeweiligen zweiten Auflagepunktes des Wickelgutes auf der Umlenkrolle aus. Die Änderung der freien Länge wird berechnet.In other words, the adjustment unit compensates for the deviation in the winding tension by changing the free length and the displacement of the respective second support point of the winding material on the deflection roller. The change in the free length is calculated.

Die Änderung der freien Länge wird der Steuereinrichtung bereitgestellt.The change in free length is provided to the control device.

Die freie Länge wird durch eine fortwährende Berechnung mit Hilfe geometrischer Zusammenhänge während des Wickelvorgangs berechnet. Eine Berechnung der freien Länge während des Wickelvorgangs wird als online-Berechnung bezeichnet.The free length is calculated by a continuous calculation using geometric relationships during the winding process. Calculating the free length during the winding process is called an online calculation.

Die Berechnung der freien Länge ist insbesondere vorteilhaft, weil bei einer experimentellen Bestimmung Messfehler auftreten können.The calculation of the free length is particularly advantageous because measurement errors can occur during an experimental determination.

Erfindungsgemäß gleicht die Einstelleinheit, in Verbindung mit dem Wickelgutspeicher, eine Veränderung einer freien Länge aus.According to the invention, the adjustment unit, in conjunction with the winding material storage, compensates for a change in a free length.

Die Einstelleinheit dient zur Einstellung der Kapazität des Wickelgutspeichers. Der Wickelgutspeicher weist dafür zumindest eine Umlenkrolle auf, wobei die Einstelleinheit die Position der zumindest einen Umlenkrolle in Bezug zu einer weiteren Umlenkrolle verändert.The setting unit is used to set the capacity of the winding material storage. The winding material storage has at least one deflection roller for this purpose, wherein the setting unit changes the position of the at least one deflection roller in relation to another deflection roller.

Durch die Veränderung der Position der Umlenkrollen des Wickelgutspeichers zueinander wird die Kapazität des Wickelgutspeichers verändert. Bei einem solchen Wickelgutspeicher durchläuft das Wickelgut den Wickelgutspeicher, wobei das Wickelgut von zumindest einer Umlenkrolle in seiner Ausbreitungsrichtung verändert wird.By changing the position of the deflection rollers of the winding material storage relative to each other, the capacity of the winding material storage is changed. In such a winding material storage, the winding material passes through the winding material storage, with the winding material being changed in its direction of propagation by at least one deflection roller.

Erfindungsgemäß wird als Parameter für die Einstelleinheit, die Stellung eines Stellgliedes der Einstelleinheit beim Wickeln berechnet.According to the invention, the position of an actuator of the setting unit during winding is calculated as a parameter for the setting unit.

Ein Parameter ist auch die freie Länge. Ein von der freien Länge und optional von der vorgesehenen Wickelspannung abhängiger Parameter ist die Einstellung für das jeweilige Stellglied bzw. ein sonstiger Parameter für die Einstelleinheit. Der Parameter kann bei der Berechnung auch mit zumindest einem gemessenen Parameter verglichen werden.The free length is also a parameter. A parameter that depends on the free length and optionally on the intended winding tension is the setting for the respective actuator or another parameter for the setting unit. The parameter can also be compared with at least one measured parameter during the calculation.

Die Wickelmaschine umfasst eine Aufnahmevorrichtung für den Wickelkörper, insbesondere für einen Wickelkörper mit einem nicht-kreisförmigen Querschnitt.The winding machine comprises a receiving device for the winding body, in particular for a winding body with a non-circular cross-section.

Weiter ist der Wickelmaschine eine Versorgungsrolle für das Wickelgut zugeordnet. Die Wickelmaschine weist eine weitere Aufnahmevorrichtung für die Versorgungsrolle auf.The winding machine is also assigned a supply roll for the winding material. The winding machine has a further receiving device for the supply roll.

Weiter umfasst die Wickelmaschine eine Einstelleinheit. Die Einstelleinheit weist einen variablen Wickelgutspeicher auf.The winding machine also includes a setting unit. The setting unit has a variable winding material storage unit.

Zusätzlich kann die Einstelleinheit zur Einstellung der jeweiligen Drehgeschwindigkeit der Versorgungsrolle und/oder des Wickelkörpers vorgesehen sein.In addition, the adjustment unit can be provided for adjusting the respective rotational speed of the supply roll and/or the winding body.

Optional kann eine Wickelmaschine eine weitere Tänzerrolle aufweisen. Die Tänzerrolle kann zum Ausgleich der Wickelspannung und/oder in Verbindung mit einem Geber, zur Bestimmung der Wickelspannung vorgesehen sein.Optionally, a winding machine can add another dancer roll The dancer roller can be used to compensate for the winding tension and/or in conjunction with a sensor to determine the winding tension.

Das Wickelgut verläuft von der Versorgungsrolle vorteilhaft über die optionale Tänzerrolle und durch die Einstelleinheit. Das Wickelgut wird nach Durchlauf der Tänzerrolle und nach Durchlauf der Einstelleinheit über eine Umlenkrolle dem Wickelkörper bereitgestellt.The winding material runs from the supply roll over the optional dancer roll and through the setting unit. After passing through the dancer roll and the setting unit, the winding material is made available to the winding body via a deflection roll.

Die Umlenkrolle vor dem Wickelkörper kann Teil der Einstelleinheit sein. Die Umlenkrolle ist vorteilhaft an einer festen Position angeordnet. Das Wickelgut verläuft über die Umlenkrolle, wobei das Wickelgut die Umlenkrolle bei einem zweiten Auflagepunkt verlässt. Der Auflagepunkt verändert sich mit der Ausrichtung des Wickelkörpers, insbesondere bei einem Wickelkörper mit einer nicht-kreisförmigen Querschnittsfläche.The deflection roller in front of the winding body can be part of the adjustment unit. The deflection roller is advantageously arranged in a fixed position. The winding material runs over the deflection roller, whereby the winding material leaves the deflection roller at a second support point. The support point changes with the orientation of the winding body, especially in the case of a winding body with a non-circular cross-sectional area.

Die Wickelmaschine weist optional eine Wickelgutbremse auf. Die Wickelgutbremse ist zur direkten Einstellung der Wickelspannung auf die vorgesehene Wickelspannung vorgesehen.The winding machine has an optional winding material brake. The winding material brake is designed to directly adjust the winding tension to the intended winding tension.

Die Versorgungsrolle und der Wickelkörper sind mit jeweils einem Antrieb gekoppelt. Der jeweilige Antrieb dient zur Drehung des Wickelkörpers oder der Versorgungsrolle. Die Versorgungsrolle weist eine zweite Drehgeschwindigkeit auf. Der Wickelkörper weist eine erste Drehgeschwindigkeit auf.The supply roll and the winding body are each coupled to a drive. The respective drive is used to rotate the winding body or the supply roll. The supply roll has a second rotation speed. The winding body has a first rotation speed.

Die Drehgeschwindigkeiten werden von der Steuereinrichtung gesteuert oder geregelt.The rotation speeds are controlled or regulated by the control device.

Mit Hilfe der Drehgeschwindigkeit ist eine Einstellung oder eine Regelung der Wickelspannung möglich. Eine Absenkung der ersten Drehgeschwindigkeit, insbesondere in Bezug zur zweiten Drehgeschwindigkeit, hat meist eine Absenkung der Wickelspannung zur Folge.The winding tension can be adjusted or regulated using the rotation speed. A reduction in the first rotation speed, particularly in relation to the second rotation speed, usually results in a reduction in the winding tension.

Bevorzugt wird die Wickelspannung durch Regelung der jeweiligen Drehgeschwindigkeit eingestellt.Preferably, the winding tension is adjusted by controlling the respective rotation speed.

Beispielhaft führt ein ovaler oder rechteckiger Querschnitt eines Wickelkörpers zu einer periodischen Veränderung der Wickelspannung bei einer gleichmäßigen Geschwindigkeit des Wickelgutes. Die Wickelspannung ist dabei abhängig von der freien Länge. Bei einem Anstieg der freien Länge erhöht sich die Wickelspannung.For example, an oval or rectangular cross-section of a winding body leads to a periodic change in the winding tension at a constant speed of the winding material. The winding tension depends on the free length. As the free length increases, the winding tension increases.

Zur Absenkung der Wickelspannung kann

  • die erste Drehgeschwindigkeit (des Wickelkörpers) reduziert werden,
  • der Wickelgutspeicher die Kapazität reduzieren, mit Hilfe eines Stellgliedes der Einstelleinheit
    und/oder
  • die zweite Drehgeschwindigkeit (der Versorgungsrolle) erhöht werden.
To reduce the winding tension,
  • the first rotation speed (of the winding body) is reduced,
  • the winding material storage can reduce the capacity by means of an actuator of the setting unit
    and or
  • the second rotation speed (of the supply roll) can be increased.

Zur Einstellung der Wickelspannung mit vorstehenden Maßnahmen dient eine Steuereinrichtung. Der Steuereinrichtung ist eine Recheneinheit zugeordnet. Die Recheneinheit dient zur Berechnung der jeweiligen Drehgeschwindigkeit, zur Einstellung der Einstelleinheit und des Stellgliedes.A control device is used to adjust the winding tension using the above measures. A computing unit is assigned to the control device. The computing unit is used to calculate the respective rotational speed, to adjust the setting unit and the actuator.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren näher beschrieben und erläutert.In the following, the invention is described and explained in more detail with reference to figures.

Es zeigen

FIG 1
eine Wickelmaschine,
FIG 2
eine weitere Wickelmaschine,
FIG 3
eine weitere Wickelmaschine,
FIG 4
eine weitere Wickelmaschine sowie
FIG 5
eine weitere Wickelmaschine.
Show it
FIG 1
a winding machine,
FIG 2
another winding machine,
FIG 3
another winding machine,
FIG 4
another winding machine and
FIG 5
another winding machine.

FIG 1 zeigt eine Wickelmaschine. Die Wickelmaschine weist eine Einstelleinheit EE auf. Die Einstelleinheit EE kann als Wickelgutbremse, als Wickelgutspeicher 5 und/oder als Tänzerrolle 3 ausgebildet sein. Weiter ist eine Steuereinrichtung SE gezeigt, wobei die Steuereinrichtung SE eine Recheneinheit RE und/oder eine Regeleinrichtung 9 umfasst. Die Steuereinrichtung SE dient zur Steuerung oder Regelung des Antriebs M für den Wickelkörper 1. Die Recheneinheit RE stellt die vorgesehene Wickelspannung F-soll bereit. Bevorzugt stellt die Recheneinheit RE die Einstellungen für ein jeweiliges Stellglied 3a, 5a und/oder die erste und zweite Drehgeschwindigkeit W1, W2 bereit. Anhand der vorstehenden Größen steuert oder regelt die Steuereinrichtung SE die Motoren M der Versorgungsrolle 4 und/oder des Wickelkörpers 1. Optional steuert oder regelt die Steuereinrichtung ein jeweiliges Stellglied 3a, 5a. Der Wickelkörper dreht sich beim Wickelvorgang mit einer ersten Drehgeschwindigkeit W1. Die erste Drehgeschwindigkeit W1 entspricht der ersten zeitlichen Ableitung der Ausrichtung a des Wickelkörpers 1. Der Wickelkörper 1 wird mit dem Wickelgut D umwickelt. Das Wickelgut D durchläuft die Wickelmaschine mit einer Geschwindigkeit v. Das Wickelgut D weist beim Wickelvorgang eine Wickelspannung F auf. Die Wickelspannung F wird mit Hilfe des Antriebs M des Wickelkörpers 1, mit Hilfe des Antriebs bzw. des Motors M für die Versorgungsrolle 4 auf eine vorgesehene Wickelspannung F_soll eingestellt. Die Versorgungsrolle weist eine zweite Drehgeschwindigkeit W2 auf. FIG 1 shows a winding machine. The winding machine has an adjustment unit EE. The adjustment unit EE can be designed as a winding material brake, as a winding material storage device 5 and/or as a dancer roller 3. A control device SE is also shown, wherein the control device SE comprises a computing unit RE and/or a control device 9. The control device SE serves to control or regulate the drive M for the winding body 1. The computing unit RE provides the intended winding tension F-soll. Preferably, the computing unit RE provides the settings for a respective actuator 3a, 5a and/or the first and second rotational speeds W1, W2. Based on the above variables, the control device SE controls or regulates the motors M of the supply roll 4 and/or the winding body 1. Optionally, the control device controls or regulates a respective actuator 3a, 5a. The winding body rotates during the winding process at a first rotational speed W1. The first rotational speed W1 corresponds to the first time derivative of the orientation a of the winding body 1. The winding body 1 is wound with the winding material D. The winding material D runs through the winding machine at a speed v. The winding material D has a winding tension F during the winding process. The winding tension F is set to a intended winding tension F_soll with the help of the drive M of the winding body 1, with the help of the drive or the motor M for the supply roll 4. The supply roller has a second rotation speed W2.

Das Wickelgut D wird über eine Umlenkrolle 2 geführt. Das Wickelgut D wird von der Umlenkrolle 2 auf den Wickelkörper 1 gewickelt. Das Wickelgut D verlässt die Umlenkrolle 2 an einem zweiten Auflagepunkt P2. Das Wickelgut D berührt den Wickelkörper 1 beim ersten Auflagepunkt P1. Zwischen dem ersten Auflagepunkt P1 und dem zweiten Auflagepunkt P2 erstreckt sich die freie Länge x. Die freie Länge x entspricht der Länge des Wickelgutes D zwischen der Umlenkrolle 2 und dem Wickelkörper 1. Die freie Länge x ändert sich während des Wickelvorgangs periodisch. Darüber hinaus ändert sich der zweite Auflagepunkt P2 auf der Umlenkrolle 2 ebenso periodisch.The winding material D is guided over a deflection roller 2. The winding material D is wound by the deflection roller 2 onto the winding body 1. The winding material D leaves the deflection roller 2 at a second support point P2. The winding material D touches the winding body 1 at the first support point P1. The free length x extends between the first support point P1 and the second support point P2. The free length x corresponds to the length of the winding material D between the deflection roller 2 and the winding body 1. The free length x changes periodically during the winding process. In addition, the second support point P2 on the deflection roller 2 also changes periodically.

FIG 2 zeigt eine weitere Wickelmaschine. Die Wickelmaschine weist eine Tänzerrolle 3 auf. Die Tänzerrolle 3 dient zum Ausgleich der Wickelspannung F des Wickelgutes D. Das Wickelgut D geht von der Versorgungsrolle 4 aus und durchläuft die Tänzerrolle 3. Über eine Umlenkrolle 2 wird das Wickelgut D auf den Wickelkörper 1 gewickelt. FIG 2 shows another winding machine. The winding machine has a dancer roll 3. The dancer roll 3 serves to balance the winding tension F of the winding material D. The winding material D starts from the supply roll 4 and passes through the Dancer roll 3. The winding material D is wound onto the winding body 1 via a deflection roll 2.

Der Tänzerrolle 3 sind ein Geber und/oder ein Stellglied 3a zugeordnet. Der Geber ermittelt die Position d der Tänzerrolle 3. Der Geber kann auch als Kraftgeber ausgebildet sein und so unmittelbar die Wickelspannung ermitteln.A sensor and/or an actuator 3a are assigned to the dancer roller 3. The sensor determines the position d of the dancer roller 3. The sensor can also be designed as a force sensor and thus directly determine the winding tension.

Bevorzugt wird mit Hilfe der Tänzerrolle 3 die Änderung der freien Länge x ausgeglichen, wobei die Tänzerrolle 3, z.B. mit Hilfe eines Stellgliedes 3a die Änderung der freien Länge x ausgleicht. Durch einen konstanten Abstand von einem ersten Auflagepunkt P1 und einem dritten Auflagepunkt P3 ist die Wickelspannung F auf einen konstanten Wert eingestellt. Der dritte Auflagepunkt P3 ist der Punkt, bei dem das Wickelgut D die Versorgungsrolle 4 verlässt. Der dritte Auflagepunkt P3 ist vorzugsweise auf der Versorgungsrolle 4 lokalisiert. Durch eine konstante Länge des Wickelgutes zwischen dem ersten Auflagepunkt P1 und dem dritten Auflagepunkt P3 ist die Wickelspannung ebenfalls konstant.Preferably, the change in the free length x is compensated with the help of the dancer roller 3, whereby the dancer roller 3 compensates for the change in the free length x, e.g. with the help of an actuator 3a. The winding tension F is set to a constant value by a constant distance between a first support point P1 and a third support point P3. The third support point P3 is the point at which the winding material D leaves the supply roller 4. The third support point P3 is preferably located on the supply roller 4. The winding tension is also constant by a constant length of the winding material between the first support point P1 and the third support point P3.

FIG 3 zeigt eine weitere Wickelmaschine. Die Wickelmaschine umfasst einen Wickelkörper 1, eine Umlenkrolle 2, eine Tänzerrolle 3 und eine Versorgungsrolle 4. Die Geschwindigkeit des Wickelgutes D ist, insbesondere ausgehend von der Versorgungsrolle 4, konstant. Das Wickelgut D verläuft in der hier gezeigten Ausführung mit einer konstanten Geschwindigkeit v von der Versorgungsrolle 4. Das Wickelgut D durchläuft die freie Länge x mit einer nicht-konstanten Geschwindigkeit v (v≠const). Als Ausgleich der Geschwindigkeit v des Wickelgutes D dient die Tänzerrolle 3. Die zweite Drehgeschwindigkeit W2 der Versorgungsrolle 4 ist konstant. Insbesondere hängt die zweite Drehgeschwindigkeit W2 nicht von der jeweiligen Ausrichtung a (von 0° bis 360°) ab. Das heißt, dass die Geschwindigkeit v des Wickelgutes D, welches von der Versorgungsrolle 4 kommt, konstant ist. FIG 3 shows another winding machine. The winding machine comprises a winding body 1, a deflection roller 2, a dancer roller 3 and a supply roller 4. The speed of the winding material D is constant, in particular starting from the supply roller 4. In the design shown here, the winding material D runs at a constant speed v from the supply roller 4. The winding material D runs through the free length x at a non-constant speed v (v≠const). The dancer roller 3 serves to compensate for the speed v of the winding material D. The second rotational speed W2 of the supply roller 4 is constant. In particular, the second rotational speed W2 does not depend on the respective orientation a (from 0° to 360°). This means that the speed v of the winding material D, which comes from the supply roller 4, is constant.

Die Position d der Tänzerrolle 3 kann aktiv mit Hilfe des Stellgliedes 3a eingestellt werden.The position d of the dancer roller 3 can be actively adjusted by means of the actuator 3a.

Weiter ist die erste Drehgeschwindigkeit W1 nicht konstant, sondern weist einen periodischen Verlauf auf. Dies ist in dem jeweiligen Diagramm angezeigt. Der etwa periodische Verlauf der ersten Drehgeschwindigkeit W1, das ist die Drehgeschwindigkeit des Wickelkörpers 1, wird anhand der Form des nicht-kreisförmigen Querschnitts des Wickelkörpers 1 berechnet. Die periodische Variation der ersten Drehgeschwindigkeit W1 bei einer konstanten zweiten Drehgeschwindigkeit W2 der Versorgungsrolle führt zum Ausgleich der Wickelspannung F des Wickelgutes D beim Wickelvorgang.Furthermore, the first rotational speed W1 is not constant, but has a periodic course. This is shown in the respective diagram. The approximately periodic course of the first rotational speed W1, that is the rotational speed of the winding body 1, is calculated based on the shape of the non-circular cross section of the winding body 1. The periodic variation of the first rotational speed W1 at a constant second rotational speed W2 of the supply roll leads to the equalization of the winding tension F of the winding material D during the winding process.

Alternativ kann auch die Versorgungsrolle 4 mit einer periodischen Drehgeschwindigkeit W2 angetrieben werden. Dann kann die erste Drehgeschwindigkeit W1 auf einen konstanten Wert eingestellt werden.Alternatively, the supply roller 4 can be driven with a periodic rotation speed W2. Then the first rotation speed W1 can be set to a constant value.

Der Tänzerrolle 3 ist optional einem Stellglied 3a zugeordnet (nicht gezeigt). Durch das Stellglied 3a und die Tänzerrolle können minimale Schwankungen der Wickelspannung F ausgeglichen werden.The dancer roller 3 is optionally assigned to an actuator 3a (not shown). Minimal fluctuations in the winding tension F can be compensated by the actuator 3a and the dancer roller.

Zur Steuerung oder Regelung der ersten Drehgeschwindigkeit W1 dient bevorzugt eine Steuereinrichtung SE (nicht gezeigt).A control device SE (not shown) is preferably used to control or regulate the first rotational speed W1.

FIG 4 zeigt eine weitere Wickelmaschine. Die Wickelmaschine weist einen Wickelkörper 1 auf, der mit zwei Wickelgütern D bewickelt wird. Die erste Drehgeschwindigkeit W1 des Wickelkörpers 1 ist konstant. FIG 4 shows another winding machine. The winding machine has a winding body 1 onto which two winding materials D are wound. The first rotational speed W1 of the winding body 1 is constant.

Die Wickelmaschine weist jeweils eine Umlenkrolle 2 auf. Auf der jeweiligen Umlenkrolle 2 wird das jeweilige Wickelgut D auf den Wickelkörper 1 gelenkt.The winding machine has a deflection roller 2. The respective winding material D is guided onto the winding body 1 on the respective deflection roller 2.

Darüber hinaus ist für das jeweilige Wickelgut D jeweils eine Tänzerrolle 3 vorhanden. Der jeweiligen Tänzerrolle 3 ist jeweils ein Geber zur Bestimmung der jeweiligen Position d der jeweiligen Tänzerrolle 3 zugeordnet. Die Position d der jeweilige Tänzerrolle ist nahezu konstant. Optional (nicht gezeigt) ist die Tänzerrolle 3 jeweils mit einem Stellglied 3a ausgestattet.In addition, there is a dancer roller 3 for each winding material D. The respective dancer roller 3 is A sensor for determining the respective position d of the respective dancer roller 3 is assigned. The position d of the respective dancer roller is almost constant. Optionally (not shown), the dancer roller 3 is equipped with an actuator 3a.

Zum Ausgleich der jeweiligen Wickelspannung D des jeweiligen Wickelgutes D erfolgt eine Variation der jeweiligen zweiten Drehgeschwindigkeit W2. Die Variation der Wickelspannung F als Funktion der Ausrichtung a des Wickelkörpers 1 (oder der Versorgungsrolle 4) kann als vorgesehene Wickelspannung F-soll eingestellt sein.To compensate for the respective winding tension D of the respective winding material D, the respective second rotational speed W2 is varied. The variation of the winding tension F as a function of the orientation a of the winding body 1 (or the supply roll 4) can be set as the intended winding tension F-target.

Die Geschwindigkeit v des jeweiligen Wickelgutes D ist, ausgehend von der Versorgungsrolle 4, nicht konstant. Die Geschwindigkeit v des jeweiligen Wickelgutes D orientiert sich an der Ausrichtung a des Wickelkörpers 1.The speed v of the respective winding material D is not constant, starting from the supply roll 4. The speed v of the respective winding material D is based on the orientation a of the winding body 1.

FIG 5 zeigt eine weitere Wickelmaschine. Die Wickelmaschine weist einen Wickelgutspeicher 5 und eine Tänzerrolle 3 auf. Die Tänzerrolle 3 und/oder der Wickelgutspeicher 5 bilden die Einstelleinheit EE. Die Einstelleinheit EE dient zur Einstellung der Wickelspannung F des Wickelgutes D. Die und/oder-Verknüpfung ist durch die gestrichelte Umrandung der jeweiligen Elemente 3, 5 angedeutet. FIG 5 shows another winding machine. The winding machine has a winding material storage 5 and a dancer roll 3. The dancer roll 3 and/or the winding material storage 5 form the setting unit EE. The setting unit EE is used to set the winding tension F of the winding material D. The and/or connection is indicated by the dashed border of the respective elements 3, 5.

Die Wickelmaschine umfasst eine Steuereinrichtung SE. Die Steuereinrichtung SE weist eine Regeleinrichtung 9 auf. Die Regeleinrichtung 9 dient zur Regelung der Kapazität des Wickelgutspeichers 5. Die Kapazität des Wickelgutspeichers 5 wird mit einem Stellglied 5a eingestellt. Das Stellglied 5a verändert hierzu die Position d von einer Umlenkrolle des Wickelgutspeichers 5. Weiter können Kraftgeber die Wickelspannung F des Wickelgutes D bestimmen.The winding machine comprises a control device SE. The control device SE has a control device 9. The control device 9 serves to regulate the capacity of the winding material storage 5. The capacity of the winding material storage 5 is set using an actuator 5a. To do this, the actuator 5a changes the position d of a deflection roller of the winding material storage 5. Furthermore, force sensors can determine the winding tension F of the winding material D.

Ein analoger Aufbau der Einstelleinheit EE kann durch die Tänzerrolle 3 erfolgen. Die Tänzerrolle 3 kann mit einem Geber gekoppelt sein. Der Geber bestimmt über die Bestimmung der Position d der Tänzerrolle 3 die Wickelspannung F.An analogous structure of the setting unit EE can be achieved by the dancer roller 3. The dancer roller 3 can be equipped with a sensor The encoder determines the winding tension F by determining the position d of the dancer roller 3.

Die Wickelmaschine umfasst darüber hinaus eine Steuereinrichtung SE. Die Steuereinrichtung SE umfasst eine Recheneinheit RE und eine Regeleinrichtung 9. Die Regeleinrichtung 9 dient zur Regelung der Position des jeweiligen Stellgliedes 5a und/oder der Drehgeschwindigkeit W1, W2.The winding machine also comprises a control device SE. The control device SE comprises a computing unit RE and a control device 9. The control device 9 serves to control the position of the respective actuator 5a and/or the rotational speed W1, W2.

Die Steuereinrichtung SE weist weiter Eingänge für die Position d der jeweiligen Tänzerrolle 3 und/oder der Kapazität des Wickelgutspeichers 5 auf.The control device SE further has inputs for the position d of the respective dancer roller 3 and/or the capacity of the winding material storage 5.

Die Steuereinrichtung SE dient dazu, die Wickelspannung auf eine vorgesehene Wickelspannung F, insbesondere auf eine konstante vorgesehene Wickelspannung F-soll, einzustellen. Die erste und zweite Drehgeschwindigkeit W1, W2 werden durch die Steuereinrichtung SE vorgegeben.The control device SE serves to set the winding tension to a specified winding tension F, in particular to a constant specified winding tension F-desired. The first and second rotational speeds W1, W2 are specified by the control device SE.

Bevorzugt sind die Drehgeschwindigkeiten W1, W2 konstant und der Ausgleich der Wickelspannung F erfolgt durch das jeweilige Stellglied 5a. Das Stellglied 5a wird hierbei derart eingestellt, dass die freie Länge x durch die Änderung der Kapazität des Wickelgutspeichers 5 ausgeglichen wird.Preferably, the rotational speeds W1, W2 are constant and the compensation of the winding tension F is carried out by the respective actuator 5a. The actuator 5a is adjusted in such a way that the free length x is compensated by the change in the capacity of the winding material storage 5.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Wickeln eines Wickelgutes D, und eine Wickelmaschine. Durch eine Einstelleinheit EE und gegebenenfalls zusätzlich durch eine Veränderung der jeweiligen Drehgeschwindigkeit W1, W2 eines Wickelkörpers 1 und/oder einer Versorgungsrolle 4 kann die Wickelspannung auf eine vorgesehene Wickelspannung F_soll, insbesondere eine konstante Wickelspannung F, eingestellt werden. Ein kennzeichnender Aspekt ist der Ausgleich der freien Länge x des Wickelgutes, wobei die freie Länge x der Abstand des ersten Auflagepunktes P1 des Wickelgutes auf dem Wickelkörper 1 und dem zweiten Auflagepunkt P2 des Wickelgutes auf einer Umlenkrolle 2 ist. Die Änderung der freien Länge wird hierbei durch die Einstelleinheit und gegebenenfalls zusätzlich durch eine Variation der jeweiligen Drehgeschwindigkeit W1, W2 ausgeglichen. Durch die Erfindung kann die Wickelspannung F beim Wickeln eines Wickelgutes D auf einen Wickelkörper einfach, schnell und genau eingestellt werden.In summary, the invention relates to a method for winding a winding material D and a winding machine. By means of an adjustment unit EE and optionally additionally by changing the respective rotational speed W1, W2 of a winding body 1 and/or a supply roll 4, the winding tension can be set to a predetermined winding tension F_soll, in particular a constant winding tension F. A characteristic aspect is the compensation of the free length x of the winding material, wherein the free length x is the distance between the first support point P1 of the winding material on the winding body 1 and the second support point P2 of the winding material on a deflection roll 2. The change in the free length is hereby made by the adjustment unit and optionally additionally compensated by varying the respective rotational speed W1, W2. The invention allows the winding tension F to be adjusted easily, quickly and precisely when winding a winding material D onto a winding body.

Claims (9)

  1. Method for coiling a coiled product (D) onto a coil body (1) having a non-circular cross section, from a supply roll (4) onto the coil body (1), said method comprising at least the following method steps:
    - providing the coiled product (D) from the supply roll (4); and
    - winding the coiled product (D) onto the coil body (1),
    - wherein a variable free length results from the non-circular cross section of the coil body per revolution of the coil body, wherein this is the variable free length of the coiled product between the bearing points of the coiled product on the coil body and a deflection roller proceeding from which the coiled product is coiled,
    - wherein the coiling tension (F) of the coiled product (D) is adjustable to an envisaged coiling tension (F-nom),
    - wherein the coiling tension (F) is set to the envisaged coiling tension (F-nom) by a regulator installation (9), characterized in that the coiling tension (F) is set to the envisaged coiling tension (F-nom) by a setting unit (EE), wherein the setting unit (EE) has a variable coiled-product accumulator (5),
    - wherein the setting unit (EE) in conjunction with the coiled-product accumulator (5) equalizes a variation in the variable free length (x) per revolution, wherein the coiling tension is actively equalized, wherein the coiled-product accumulator is set in such a manner that a capacity of the latter is set for equalizing the coiling tension,
    - wherein the alteration of the free length is calculated by a continuous calculation with the aid of geometrical correlations during the coiling procedure and provided to a control installation,
    - wherein at least one position of an actuator (3a, 5a) of the setting unit is calculated as a parameter for the setting unit (EE) when coiling, wherein a computer unit serves for calculating a respective setting, wherein the computer unit and the regulator installation are assigned to the control installation, and the control installation serves for controlling or regulating drives for rotating the coil body and the supply roll, and for controlling or regulating the actuator (3a, 5a).
  2. Method according to Claim 1, wherein the envisaged coiling tension (F-nom) is constant.
  3. Method according to one of the preceding claims, wherein the setting unit (EE) has an adjustable coiled-product brake.
  4. Method according to one of the preceding claims, wherein an encoder, in particular an encoder on a dancer roller (3), or a transducer, determines the coiling tension (F).
  5. Method according to one of the preceding claims, wherein the setting unit (EE) between a third bearing point (P3) of the coiled product (D) on the supply roll (4) and the first bearing point (P1) of the coiled product (D) on the coil body (1) sets the length of the coiled product (D) to a constant length.
  6. Method according to at least Claim 1, wherein the setting of the coiling tension is performed by the rotational speed of the coil body.
  7. Coiling machine, in particular for coiling wire or a foil, having
    - a receptacle device for a supply roll (4) for providing the coiled product (D),
    - a further receptacle device for a coil body (1) with a non-circular cross section,
    - a deflection roller proceeding from which the coiled product is coiled,
    - drives (M) for rotating the coil body and the supply roll,
    - a regulator installation (9) for setting the coiling tension to the envisaged coiling tension, characterized in that the coiling machine furthermore has:
    - a setting unit (EE) for setting the coiling tension to an envisaged coiling tension, wherein the setting unit (EE) has a variable coiled-product accumulator and an actuator (3a, 5a),
    - a computer unit serving for calculating the respective rotational speed, for setting the setting unit and the actuator,
    - a control installation (SE) which comprises the regulator installation (9) and the computer unit (RE), wherein the control installation (SE) with the aid of the drives (M) and the setting unit (EE) is configured to carry out a method according to one of Claims 1, 2, 5 or 6.
  8. Coiling machine according to Patent Claim 7, for carrying out the method according to Claim 3,
    characterized in that the setting unit has an adjustable coiled-product brake.
  9. Coiling machine according to Patent Claim 7 or 8, for carrying out the method according to Claim 4,
    having
    - an encoder which determines the coiling tension (F).
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2951034T3 (en) 2018-05-18 2023-10-17 Siemens Ag Procedure for winding a product to be wound
JP7186485B2 (en) * 2018-11-29 2022-12-09 Ｎｉｔｔｏｋｕ株式会社 Feeding device for tensioning wire
CN110407012A (en) * 2019-07-10 2019-11-05 大族激光科技产业集团股份有限公司 Material delivery method, feeding device and its receiving mechanism
CN110342337A (en) * 2019-08-16 2019-10-18 哈工大机器人（山东）智能装备研究院 Tension control system and method
CN110342295A (en) * 2019-08-16 2019-10-18 哈工大机器人（山东）智能装备研究院 Tension control system and method
ES2952190T3 (en) 2019-09-24 2023-10-30 Siemens Ag Procedure for winding a winding material, a computer program product, a control equipment and a winder
CN110759154A (en) * 2019-10-17 2020-02-07 大族激光科技产业集团股份有限公司 Constant tension control system
CN111074392A (en) * 2019-12-31 2020-04-28 西门子工厂自动化工程有限公司 Spinning frame spindle rotating speed control method and control system
JP7451191B2 (en) * 2020-01-28 2024-03-18 住友重機械工業株式会社 Controls and roll-to-roll conveying systems
CN111776869B (en) * 2020-05-28 2022-04-29 欣禾电子(上海)有限公司 Production coiling device of bonding wire
CN111824849B (en) * 2020-05-28 2022-08-09 江西同亚科技有限公司 Rewinding method of gold bonding wire
CN111776868B (en) * 2020-05-28 2022-08-09 山东亿能网业有限公司 Bonding wire rewinding device with balanced tension
CN113580611A (en) * 2021-10-08 2021-11-02 常州市新创智能科技有限公司 Constant-tension yarn storage device for flat-plate wound carbon fiber yarn and control method
CN114604668A (en) * 2022-03-16 2022-06-10 杭州海潮橡胶有限公司 Tire building machine crown band strip unwinding tension control device, method, device and program product
CN115491778B (en) * 2022-09-14 2024-04-26 湖北光谷实验室 Device for integrating multiple electrodes in functional fiber and preparation method of functional fiber

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60105210A (en) * 1983-11-14 1985-06-10 Hitachi Ltd Winding-in device
JP3422425B2 (en) * 1992-12-29 2003-06-30 ソニー株式会社 Coil winding device
JPH11222357A (en) * 1997-12-05 1999-08-17 Nittoku Eng Co Ltd Winding device and winding method
DE10154823B4 (en) * 2001-11-08 2006-09-14 Maschinenfabrik Niehoff Gmbh & Co. Kg Device for rewinding and wrapping thin winding material
US20090101745A1 (en) * 2003-06-19 2009-04-23 St Germain Patrick C Web tensioning device with improved excursion control
DE102005028053B3 (en) * 2005-06-16 2006-12-28 Aumann Gmbh Method and device for controlling the wire tension of a coil winding wire
EP1975106B1 (en) * 2007-03-26 2012-07-18 Lunatone Industrielle Elektronik GmbH Yarn tension
JP4827892B2 (en) * 2008-06-27 2011-11-30 本田技研工業株式会社 Winding device
JP2010089099A (en) * 2008-10-03 2010-04-22 Aisin Seiki Co Ltd Roller die device, method for manufacturing insulator coil, and wire winding apparatus
CN201395435Y (en) * 2009-05-13 2010-02-03 詹绒霞 Null speed abutting paper splicing device
EP2485227B1 (en) 2011-02-02 2017-08-16 Siemens Aktiengesellschaft Method for controlling a process for coiling an eccentric coil body and device functioning according to the method
CN102360930B (en) * 2011-05-31 2016-05-04 艾默生网络能源有限公司 Transformer coil winding tension automatic control system
JP5894444B2 (en) * 2012-01-20 2016-03-30 日特エンジニアリング株式会社 Tension device and tension applying method
JP2014236092A (en) * 2013-05-31 2014-12-15 株式会社東芝 Manufacturing apparatus and manufacturing method of superconducting coil
CN103354171A (en) * 2013-06-28 2013-10-16 洛阳华明变压器有限公司 Buffered wire wrapping method of wound rectangular high-voltage winding
JP6194909B2 (en) * 2015-03-10 2017-09-13 トヨタ自動車株式会社 Filament winding equipment
JP6210088B2 (en) * 2015-05-20 2017-10-11 トヨタ自動車株式会社 Tank manufacturing method and tank manufacturing apparatus
CN105173850A (en) * 2015-08-31 2015-12-23 中广核达胜加速器技术有限公司 Constant-tension sheet storage device
CN106115322B (en) * 2016-08-11 2018-01-09 苏州金纬机械制造有限公司 Small coil diameter automatic taking device
JP6614182B2 (en) * 2017-02-23 2019-12-04 トヨタ自動車株式会社 Filament winding equipment
ES2951034T3 (en) * 2018-05-18 2023-10-17 Siemens Ag Procedure for winding a product to be wound

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