Abrollvorrichtung

Abstract

 Es wird eine Vorrichtung zum Abrollen von Wickeldrähten bei konstanter Materialspannung vorgeschlagen, bei welcher eine Hysteresekupplung (3) in Verbindung mit einem Antriebsmotor (1) und einem elektronischen Steuergerät (19) so angeordnet ist, dass die Antriebswelle des Rotors (3R) der Hysteres­kupplung (3) über ein Zahnradgetriebe (8,8′,8˝) mit der Ab­wickelrolle (7,7′), die zur Führung und Steuerung des Wickel­drahtes (14) dient, drehfest verbunden ist, und dass an die Abwickelrolle (,7,7′) ein die Drahtspannung regelndes Spann­element (11,12) angreifend angeordnet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abrollen von Wickel­drähten mit konstanter Materialspannung, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Es ist bekannt, die Spannkräfte im Wickelsystem in einem vorbe­stimmten Wert konstant zu halten, indem zwischen einer Drahtvor­ratsrolle und einer Wickelvorrichtung eine Hysteresekupplung angeordnet wird. Der von der Vorratsrolle durch die Wickelvorrich­tung abgezogene Wickeldraht wird über den Umfang einer mit der Hysteresekupplung verbundenen Abwickelrolle mehrmals umschlungen und über eine Rolle eines federnden Ausgleichshebels oder einer Tänzerrolle zur Wickelvorrichtung geführt. Wenn auf den Draht eine abweichende Spannung ausgebübt wird, verändert der Ausgleichshebel oder die Tänzerrolle die eingestellte Position und wirkt auf ein Messglied. Die Signale des Messgliedes werden durch ein Steuer­gerät ausgewertet und das Drehmoment der Abwickelrolle wird über die Hysteresekupplung derart geregelt, dass eine konstante Wickel­spannung gewährleistet wird.

[0003] Ein Nachteil derartiger Vorrichtungen besteht insbesondere darin, dass mit jeder Wickelspannungsänderung sowohl die Hysteresekupplung, als auch der Ausgleichsarm jeweils neu eingestellt werden muss, so dass eine beliebige Regelung der Abwickelrolle durch das Steuergerät oder von der Maschinensteuerung aus nicht möglich ist.

[0004] Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Kompensation der Spannungsschwankungen durch Ausgleichshebel oder die Tänzerrolle nur in einem begrenzten Spannbereich möglich ist. Bei komplizierteren Wicklungsabläufen, bei welchen der Wickeldraht, beispielsweise beim Anhängen des Wickeldrahtes an die Kollektorhaken, vorübergehend zurückgeführt werden muss, besteht die Gefahr, dass die Wickel­spannung unstabil wird und in extremen Fällen die Drahtspannung zusammenfallen kann.

[0005] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei welcher eine konstante Wickelspannung lediglich durch die Regelung des Drehmomentes der Abwickelrolle ermöglicht wird,so dass sich Kompensationselemente, wie Ausgleichshebel, erübrigen.

[0006] Die vorgenannte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

[0007] Dadurch, dass der Wickeldraht zwischen der Abwickelrolle und der Anpressrolle hindurchläuft, kann dieser sowohl in Laufrichtung, als auch in Rücklaufrichtung bei konstanter Wickelspannung gezogen werden, wobei sich die üblichen Kompensationselemente, beispiels­weise Ausgleichshebel, erübrigen. Das Zurückziehen des Wickel­drahtes in Rücklaufrichtung wird dadurch gewährleistet, dass der Rotor der Hysteresekupplung durch den Getriebemotor dauernd und entgegen der Laufrichtung des Wickeldrahtes dreht.

[0008] In vorteilhafter Weise sind in einem um einen Drehpunkt schwenk­baren Verbindungsgestänge für zwei Drahtstärkenbereiche zwei Abwickelrollen vorgesehen, die jeweils über eine unterschiedliche Zahnradübersetzung an die Hysteresekupplung zuschaltbar sind, wodurch sich zeitaufwendige Umrüstarbeiten erübrigen.

[0009] Dadurch, dass für auftretende Drahtspannungsschwankungen keine Kompensationsvorrichtungen erforderlich sind, kann die Wickel­spannung auch während der Wickelvorgänge unterbrechungslos ver­ändert werden.

[0010] Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig.1 eine perspektivische Darstellung des prinzipiellen Aufbaues der erfindungsgemässen Einrichtung und

Fig.2 eine Seitenansicht des Erfindungsgegenstandes in teilweise vereinfachter Darstellung gemäss Fig.1.

[0011] Gleiche Teile sind in den Figuren 1 und 2 mit denselben Bezugs­zeichen versehen. In Fig.1 sind der Uebersichtlichkeit halber lediglich die zum Prinzip der Vorrichtung erforderlichen Kompo­nenten dargestellt.

[0012] Gemäss Fig.1 treibt ein elektrischer Getriebemotor (1) eine Hysteresekupplung (3) an, und zwar über einen Zahnriemen (2), dessen Zähne abtriebsseitig in am Motor (1) und an der Hysterese­kupplung (3) in entsprechende Verzahnungen (4,4′) von Zahnrädern (5,5′) eingreifen. Die Hysteresekupplung (3) besteht in bekannter Weise aus einem Magnetkörper (3M), einen antriebsseitig angeord­neten Rotor (3R) und einen abtriebsseitig wirkenden Anker (3A). Der Rotor (3R) und der Anker (3A) drehen gegensinnig zueinander. Eine mit dem Anker (3A) verbundene Welle (6) fungiert einerseits als Abtriebswelle des Ankers (3A) und andererseits über ein Zahn­getriebe (8,8′) als Antriebswelle für eine Abwickelrolle (7). Dabei ist das auf der Antriebswelle (6) sitzende Zahnrad (8) im Eingriff mit dem an der Abwickelrolle (7) angeordneten Zahnrad (8′). Um die erfindungsgemässe Vorrichtung für verschiedene Drahtstärken­bereiche verwendbar zu machen, ist an der Abwickelrolle (7) ein Verbindungsgestänge (9) angeordnet, das mittig in einer Lagerung (10) /in Pfeilrichtung x/ schwenkbar ausgebildet ist und an dessen anderem Ende eine zweite Abwickelrolle (7′) mit einem damit dreh­fest verbundenen Zahnrad (8˝) aufweist, welches gegenüber dem ersten Zahnrad (8′) eine andere Zähnezahl, beispielsweise ein Zahnverhältnis 2 : 3 hat. An die Abwickelrolle (7) bzw. (7′) wird eine aus einem Spannelement (11) und einer Anpressrolle (12) gebildete Anpressvorrichtung laufflächenseitig so angederückt, dass ein von einer Vorratsrolle (13) abgezogener Wickeldraht (14) zwischen beiden Rollen (12,7 bzw. 12,7′) in beiden Laufrichtungen schlupffrei geführt werden kann. Zur sicheren Drahtführung ist zwischen der Vorratsrolle (13) und der Abwickelrolle (7 bzw.7′) eine Drahtführungsöse (15) vorgesehen. Weiterhin ist zum selben Zweck noch eine Drahtumlenkrolle (16), die mit einem an einem Federelement (17) angeordneten Dämpfungsarm (18) verbunden ist, vorgesehen.

[0013] Die Steuerung der Hysteresekupplung (3) erfolgt über ein elektro­nisches Steuergerät (19), welches über elektrische Leitungen (20) mit dem Magnetkörper (3M) der Hysteresekupplung (3) verbunden ist. Dadurch kann das Drehmoment des Ankers (3A) berührungs- und stufen­los geregelt werden. Durch diese Art der Regelung ist während des Wickelvorganges eine konstante Wickeldrahtspannung gewährleistet. Bei stillstehender Wickelvorrichtung wird der Wickeldraht (14) durch Einwirkung des vom Motor (1) dauernd angetriebenen Rotors (3R) der Hysteresekupplung (3) über die Abwickelrolle (7,7′) derart zurückgezogen, dass der Wickeldraht (14) bei konstanter Wickel­spannung straff gehalten wird.

[0014] Bei Wicklungsvorgängen, wie beispielsweise beim Anhängen des Wickel­drahtes (14) an Kollektorhaken, bei welchen der Wickeldraht (14) zurückgezogen werden muss, wird die Spannung des in Rücklaufrichtung gezogenen Wickeldrahtes (14) in der Regel herabgesetzt. Beim darauf­folgenden eigentlichen Wickelvorgang wird der Wickeldraht (14) durch die Abwickelrollen (7 bzw.7′) unter Einwirkung der Hystresekupplung (3) wieder in Laufrichtung bei konstanter Wickelspannung zur Wickel­vorrichtung gezogen.

[0015] Gemäss der Fig.2 ist ein Rahmen zur Aufnahme der Vorrichtung, bzw. dessen einzelne Rahmenteile mit der Bezugszahl (21) bezeichnet, die entsprechend den jeweiligen Erfordernissen der erfindungsgemässen Vorrichtung ausgebildet sind. Der Einfachheit halber sind die ein­zelnen Teile des Rahmens (21) nicht gesondert bezeichnet.

[0016] Für verschiedene Drahtstärkenbereiche ist das Verbindungsgestänge (9) mit zwei Abwickelrollem (7,7′) vorgesehen, die jeweils über ein auf der Antriebswelle (6) angeordnetes Zahnrad (8) an das Zahnrad (8′) durch Schwenkung des Verbindungsgestänges (9) um 180° um die Lagerung (10) zuschaltbar sind. Das Verbindungsgestänge (9) ist mittels eines Spannhebels (22) in dessen jeweiliger Lage fixierbar. Zwischen dem Zahnrad (8) und der Hysteresekupplung (3) /Fig.1/ ist eine Platte (21) angeordnet, so dass die Hysteresekupplung (3) in Fig.2 unsichtbar bleibt.

[0017] Das Spannelement (11) drückt die Anpressrolle (12) gegen die Lauffläche des Abwickelrolle (7 bzw.7′), so dass der Wickeldraht schlupffrei in Vor- und Rücklaufrichtung gezogen bzw. straff gehalten werden kann. Am Umfang der Abwickelrollen (7,7′) können an beiden Aussenkanten der Laufflächen (nicht dargestellte) O-Ringe angeordnet sein, wodurch ein genaues Abrollen des Drahtes gewähr­leistet wird. Die Spanneinrichtung (11,12) ist am Maschinenrahmen (21) so befestigt, dass ein stufenloses Einstellen des gewünschten Spanndruckes innerhalb 360°, je nach Drahtstärke, im entsprechenden Bereich ermöglicht wird.

[0018] Das Federelement (17) mit dem Dämpfungsarm (18) und der Drahtumlenk­rolle (16) weist in dessen Oberteil vier vorgespannte elastische Körper (25), vorzugsweise Gummikörper auf, die zwischen einem Aussen­gehäuse (24) und einem um 45° dazu versetzten Innenvierkant (23) angeordnet sind. Es gibt dadurch keine metallischen Berührungspunkte, wodurch ein wartungsfreier Betrieb und eine hohe Vibrations- und Lärmdämmung erzielt wird.

[0019] Die Dämpfungseinrichtung(16-18,23-25)dient lediglich dazu, während des Wickelvorganges Spannungsspitzen aufzufangen. Eine Kompensation der Drahtlänge zwischen der Wickelvorrichtung und der Abwickelrolle (7 bzw.7′) ist nicht erforderlich, denn der zwischen der Abwickel­rolle (7,7′) und der Anpressrolle (12) gespannt abrollende Wickeldraht (14) wird sowohl in Laufrichtung als auch in Rücklaufrichtung hin- und zurückgezogen.

[0020] Zur Drahtüberwachung (26) ist an einer Achse (27) der Anpressrolle (12) eine am Umfang mit Bohrungen versehene Scheibe angeordnet, die mit zwei im Abstand zueinander angeordneten, vorzugsweise induktiven Schaltern derart zusammenwirkt, dass bei einem Drahtbruch durch Zeitverzögerung der rotierenden Scheibe die Vorrichtung abgeschaltet wird. Diese Einrichtung ist aus Gründen der Uebersichtlichkeit nicht dargestellt.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

[0021] 

1 Getriebemotor (Antriebsmotor)

2 Zahnriemen

3 Hysteresekupplung

3A Magnetkörper

3R Rotor

3A Anker

4,4′ Verzahnungen

5,5′ Zahnräder

6 Antriebswelle

7,7′ Abwickelrolle

8,8′ Zahngetriebe

8,8˝ Zahngetriebe

9 Verbindungsgestänge

10 Lagerung

11 Spannelement

12 Anpressrolle

11,12 Spanneinrichtung

13 Vorratsrolle

14 Wickeldraht

15 Drahtführungsöse

16 Drahtumlenkrolle

17 Federelement (23,24,25)

18 Dämpfungsarm

19 Steuer

20 elektrische Leitungen

21 Rahmenteile

22 Spannhebel

23 Innenvierkant

24 Aussengehäuse

25 elastische Körper

26 Drahtüberwachung

27 Achse

16-18,23-25 Dämpfungseinrichtung

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Abrollen von Wickeldrähten mit konstanter Material­spannung, im wesentlichen bestehend aus einer aus einem Magnetkörper (3M), einem Rotor (3R) mit Antriebswelle und einem Anker (3A) mit Abtriebswelle gebildeten Hysteresekupplung (3), einer damit in Wirk­verbindung stehenden Abwickelrolle (7,7′) und einem mit dem Anker (3A) elektrisch verbundenen Steuergerät (19), dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle des Rotors (3R) über ein Zahnradgetriebe (8,8′,8˝) mit der Abwickelrolle (7,7′) drehfest verbunden ist und ein die Draht­spannung regelndes Spannelement (11) mit Anpressrolle (12) an die Abwickelrolle (7,7′) angreifend angeordnet ist, und das zum Antrieb der Hysteresekupplung (3) ein Getriebemotor (1) so vorgesehen ist, dass die Antriebswelle des Rotors (3R) der Hysteresekupplung (3) und deren Abtriebswelle gegensinnige Drehrichtungen aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die erste Abwickelrolle (7) mit Zahnrad (8′) ein Verbindungsgestänge (9) mit einer zweiten Abwickelrolle (7′) mit damit drehfest verbundenem Zahnrad (8˝) mit vom ersten Zahnrad (8′) verschiedenem Uebersetzungs­verhältnis angeordnet ist, und dass das Verbindungsgestänge (9) an einem Drehpunkt (10) schwenkbar ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradübersetzung (8,8′,8˝) 1 : 1 bzw. 2 : 3 beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Dämpfung der durch die Wickelspannung entstandenen Drahtspannungs­spitzen ein in einem Gummifederelement (17) gelagerter Dämpfungsarm (18) mit einer Umlenkrolle (16) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Drahtbruchüberwachung (26) an einer Achse (27) der Anpressrolle (12) eine am Umfang mit Bohrungen versehene Scheibe angeordnet ist, die mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Schaltern zusammenwirkt.

Zeichnung