Korbverseilmaschine mit einem Antrieb für Ablaufspulen

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Korbverseilmaschine mit Spulenträgern für eine mit einem Antrieb verbundene Spule mit Wickelgut, einem Regler für den Antrieb, der abhängig von der Zugkraft in dem von der Spule abgewickelten Wickelgut die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Antriebs verändert, wobei die Spulenträger relativ zu dem Korb drehen.
Damit möglichst wenige Schleifringe für die Korbverseilmaschine erforderlich sind und schädliche, aus unterschiedlichen Richtungen an den Antrieben für die Spulen angreifende Fliehkräfte, insbesondere Kreiselkräfte vermieden werden, wird vorgeschlagen, daß mindestens einer der Wellenstümpfe jedes Spulenträgers hohl und die Spule durch den Hohlraum mit ihrem außerhalb des Spulenträgers angeordneten Antrieb verbunden ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Korbverseilmaschine mit zwischen parallelen Wangen drehbar an jeweils zwei Wellenstümpfen angeordneten Spulenträgern für eine mit einem Antrieb verbundene Spule mit Wickelgut, einem Regler für den Antrieb, der abhängig von der Zugkraft in dem von der Spule abgewickelten Wickelgut die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Antriebs verändert, wobei die Spulenträger relativ zu den auf einer gemeinsamen Hauptwelle angeordneten Wangen drehen, sowie Umlenkmitteln, die das aus den Spulenträgern herausgeführte Wickelgut in Richtung der Hauptwelle und zu einem Verseilpunkt führen.

[0002] Die DE 39 22 862 A1 beschreibt den grundsätzlichen Aufbau einer Korbverseilmaschine mit Rückdrehung, bei der die Spulen allerdings keinen Antrieb besitzen, der abhängig von der Zugkraft in dem von der Spule abgewickelten Wickelgut die Drehzahl und das Drehmoment des Antriebs verändert. Es sind allerdings auch schon Korbverseilmaschinen bekannt geworden, bei denen die Zugspannung in dem von der Spule abgezogenen Wickelgut, insbesondere Draht, dadurch beeinflußt wird, daß der Antrieb die Spule entweder in Abwickelrichtung mit einem bestimmten Drehmoment antreibt, um die Zugspannung zu verringern, oder entgegen der Abwickelrichtung mit einem bestimmten Drehmoment bremst, um die Zugspannung zu erhöhen.

[0003] Vorzugsweise kommt ein elektrischer Antrieb in Form eines Motors zum Einsatz. Dies schließt jedoch nicht aus, anstelle dessen magnetische, hydraulische oder pneumatische Antriebe einzusetzen. Der Regler für diesen Antrieb mißt fortlaufend die Regelabweichung zwischen einem vorgegebenen Sollwert für die Zugkraft in dem Wickelgut und einem gemessenen Istwert der Zugkraft und wirkt auf deren Verminderung hin, indem er aufgrund der Messung ein Signal bildet, das die Stellgröße, Drehzahl und/oder Drehmoment des Antriebs verändert. Wird als elektrischer Antrieb ein Drehstrommotor verwendet, läßt sich dessen Drehzahl im wesentlichen dadurch verändern, daß als Stellgröße die Frequenz der dreiphasigen Drehstromversorgung verändert wird, von der die Drehzahl des Drehstrommotors unmittelbar abhängig ist.

[0004] Der Regler mißt die Zugkraft im Wickelgut beispielsweise mit einer Zugkraft-Meßrolle. Alternativ läßt sich die Zugkraft mit einem Tänzer erfassen. Eine beispielsweise an einem Schwenkarm gelagerte Umlenkrolle tastet das ablaufende Wickelgut ab. Verändert sich die Zugkraft im Wickelgut, verläßt die Tänzerrolle ihre ursprüngliche Lage. Die Lage der Rolle wird elektrisch erfaßt und an den Regler weitergeleitet. Sobald der Regler eine Veränderung gegenüber der Ursprungslage erkennt, bildet er ein Signal, das die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Antriebs der Spule erhöht oder verringert, so daß die Tänzerrolle wieder in ihre Ursprungslage zurückkehrt. Schließlich ist eine indirekte Erfassung der Zugkraft im Wickelgut über die Messung des vom Antrieb aufgenommenen Stroms möglich, der proportional zu dem abgegebenen Drehmoment ist. Durch Nachführung des Stroms kann ein in dem Regler vorgegebener Sollwert für das Drehmoment an dem Antrieb eingehalten werden. Mechanische Einflüsse hinter dem Antrieb, wie beispielsweise Getriebereibung, können mit dieser Methode der Zugkraftbestimmung allerdings nicht berücksichtigt werden. Zur Kompensation können allerdings im Regler von der Drehzahl des Antriebs abhängige Korrekturwerte für diese mechanischen Einflüsse hinterlegt werden, die bei der Berechnung des dem Drehmoment entsprechenden Stroms berücksichtigt werden. Mit abnehmendem Wickeldurchmesser der Spule muß der Regler das Drehmoment proportional um einen bestimmten Betrag absenken. Dieser Betrag kann aus dem bekannten Wert der Abzugsgeschwindigkeit des Wickelgutes der Verseilmaschine sowie der Drehzahl des Antriebs und damit der Spule vom Regler berechnet werden.

[0005] Indem die Spulenträger relativ zu den auf einer gemeinsamen Hauptwelle angeordneten Wangen der Korbverseilmaschine, drehen, kommt es, je nach dem - ob die Spulenträger gegensinnig oder gleichsinnig zu der die Wangen tragenden Hauptwelle drehen - zu einer Rückdrehung oder Überdrehung des Wickelgutes. Hierdurch erhält man ein verseiltes Erzeugnis, das beispielsweise spannungslos ist oder eine zurückbleibende Drehspannung in der einen oder anderen Richtung aufweist. Regelmäßig ist in erster Linie eine Rückdrehung in dem abgewickelten Draht von Interesse, um bei der nachfolgenden Verseilung eine weitgehende Eigenspannungsfreiheit zu erzielen.

[0006] Bei den bekannten Korbverseilmaschinen sind die auf die Spulen wirkenden Antriebe auf den Spulenträgern angeordnet. Die elektrischen Verbindungen zu den Antrieben müssen daher über jeweils einen Schleifringkörper vom Korb der Korbverseilmaschine zum Antrieb geführt werden. Insbesondere bei Korbverseilmaschinen mit einer Vielzahl von Spulenträgern bringt die Gesamtzahl der notwendigen Schleifringkörper nicht nur hohe Kosten, sondern darüber hinaus EMV-Probleme sowie gegebenenfalls Übertragungsverluste für Istwert-Signale mit kleinem Pegel mit sich.

[0007] In Folge der Rückdrehung bzw. Überdrehung greifen die Fliehkräfte an den auf den Spulenträgern angeordneten Antrieben aus ständig wechselnden Richtungen an. Bei ungünstiger Einbaulage der Antriebe kann es darüber hinaus bei bestimmten Drehzahlen zu Kreiselkräften kommen. Hieraus resultieren hohe Belastungen von Lagern und elektrischen Komponenten der Antriebe.

[0008] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Korbverseilmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der die Zahl der insgesamt benötigten Schleifringkörper reduziert ist und bei der für den Antrieb schädliche, aus wechselnden Richtungen angreifende Fliehkräfte, insbesondere Kreiselkräfte vermieden werden.

[0009] Die Lösung dieser Aufgabe beruht auf dem Gedanken, unter Verzicht auf die Schleifringe vom Korb der Verseilmaschine zu den Spulenträgern die Antriebe unmittelbar auf dem Korb anzuordnen und über Getriebe in die relativ zum Korb drehenden Spulenträger hineinzutreiben.

[0010] Im einzelnen wird die Aufgabe bei einer Korbverseilmaschine der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß mindestens einer der Wellenstümpfe jedes Spulenträgers hohl und die Spule durch den Hohlraum mit ihrem Antrieb verbunden ist, der drehfest an einer der Wangen angeordnet ist. Der Antrieb kann direkt, jedoch auch mittelbar über eine Halterung an der Wange befestigt sein

[0011] Konstruktiv einfach läßt sich die Verbindung zwischen Antrieb und Spule durch den Hohlraum des Wellenstumpfes dadurch realisieren, daß sich von dem Antrieb der Spule eine Antriebsachse durch den Hohlraum bis in den Spulenträger erstreckt und dort über mindestens ein Getriebe mit der Spule verbunden ist. Der Antrieb steht bei einer solchen Ausführungsform vorzugsweise in Verlängerung der Rotationsachse des Spulenträgers.

[0012] Im Interesse einer geringen Gesamtlänge der Korbverseilmaschine sind die Antriebe der Spulen vorzugsweise auf der dem zugehörigen Spulenträger gegenüber liegenden Seite der Wange angeordnet. Weist die Korbverseilmaschine mehr als zwei parallele Wangen mit dazwischen angeordneten Spulenträgern auf, ist es erforderlich, daß bei einer derartigen Anordnung der Antriebe die Spulenträger in benachbarten Abschnitten der Korbverseilmaschine versetzt zueinander angeordnet sind, vorausgesetzt der konzentrische Abstand der Spulenträger von der Hauptwelle ist in sämtlichen Abschnitten der Korbverseilmaschine derselbe.

[0013] Wenn die Rotationsachsen von Spulenträger und Spule entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung senkrecht zueinander verlaufen, läßt sich die Drehung der Antriebsachse über ein Räder- oder Zugmittelgetriebe auf ein die Bewegungsrichtung um 90° änderndes Rädergetriebe sowie ein weiteres Räder- oder Zugmittelgetriebe auf die Spule übertragen. Als Zugmittelgetriebe kommt beispielsweise ein Riemen- oder Kettentrieb in Frage.

[0014] Mit Hilfe des auf die Spule wirkenden Antriebs läßt sich nicht nur die Zugkraft in dem Wickelgut erhöhen, wie dies ausschließlich mit Bremsen möglich wäre, sondern darüber hinaus durch Erhöhen der Drehzahl und/oder des Drehmoments des Antriebs die Zugkraft verringern. Dies erlaubt die Reduzierung der Zugspannung in dem Wickelgut stets auf das optimale Minimum und führt damit zu einer Erhöhung der Verseilleistung der gesamten Korbverseilmaschine, da das Wickelgut mit höherer Geschwindigkeit von den Spulen abgezogen werden kann.

[0015] Der für die relative Drehung der Spulenträger zur Hauptwelle verantwortliche Antrieb kann entweder als Einzelantrieb oder als Gruppenantrieb ausgestaltet sein. Im Falle des Einzelantriebs ist jedem Spulenträger ein eigener Antrieb zugeordnet, der über ein Räder- oder Zugmittelgetriebe mit einem der Wellenstümpfe jedes Spulenträgers verbunden ist. Im Falle des Gruppenantriebs ist mehreren Spulenträgern ein gemeinsamer Antrieb zugeordnet, der vorzugsweise über ein Zugmittelgetriebe mit einem über einen der Wellenstümpfe jedes Spulenträgers geführten, umlaufenden Zugmittel, beispielsweise eine Kette, die Spulenträger in Drehung versetzt. Für die Anordnung der Einzelantriebe bzw. des Gruppenantriebs der Spulenträger gelten hinsichtlich der Reduzierung der Gesamtlänge der Korbverseilmaschine die Ausführungen für die Anordnung der Spulenantriebe entsprechend.

[0016] Wenn die Regler für die Antriebe der Spulen auf dem Korb, d.h. an den Wangen angeordnet sind, können sämtliche Regler miteinander verbunden werden, ohne daß Schleifringe erforderlich sind. Hierdurch verbessern sich die Einsatzbedingungen für einen Datenbus, über den alle Regler den Informationsaustausch mit einer Zentraleinheit abwickeln. Durch die Bus-Technologie läßt sich der Umfang des Schleifringkörpers zur Energieversorgung und Ansteuerung der Regler reduzieren.

[0017] Werden die Regler möglichst nah an der Hauptwelle angeordnet, reduzieren sich die auf die Regler und damit deren teilweise empfindlichen Bauteile wirkenden Fliehkräfte.

[0018] Prinzipiell wäre auch eine Anordnung sämtlicher Regler in einem Schaltschrank neben der Korbverseilmaschine denkbar. Die Regler wären dann überhaupt keinen Fliehkräften und Maschinenvibrationen mehr ausgesetzt. Nachteilig wäre allerdings, daß die Dimensionen und Kosten des Schleifringkörpers zur elektrischen Verbindung von einem Schaltschrank für die Regler und dem Korb wesentlich größer sind, als die eines Schleifringkörpers lediglich zur Energieversorgung und Ansteuerung der Regler.

[0019] Eine Anordnung des Reglers auf dem Spulenträger ist indes wegen der ihre Richtung wechselnden Fliehkräfte und deren ungünstigen Auswirkungen auf den Regler abzulehnen. Hinzu käme, daß in diesem Fall auch wieder Schleifringkörper zwischen Korb und Spulenträger erforderlich wären, die ja gerade vermieden werden sollen.

[0020] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles des näheren erläutert.

[0021] Es zeigen

Figur 1

eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Korbverseilmaschine sowie

Figur 2

eine vergrößerte Darstellung eines zwischen zwei teilweise dargestellten Wangen angeordneten Spulenträgers.

[0022] Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Korbverseilmaschine ist ein insgesamt mit 1 bezeichneter Rotor, der aus drehfest an einer Hauptwelle 2 angeordneten Wangen 3a, b, c besteht, an den beiden Enden der Hauptwelle 2 in Lagerböcken 4, 5 drehbar gelagert. Der Lagerbock 4 enthält zugleich ein Getriebe, das mit einem Antriebsmotor 6 in Verbindung steht. Auf der dem Rotor 1 abgekehrten Seite des Lagerbocks 5 befindet sich ein Verseilpunkt 7, an dem abgezogenes Wickelgut verseilt wird.

[0023] Zwischen den als kreisförmige Scheiben ausgebildeten Wangen 3a, b, c sind Spulenträger 8 konzentrisch um die Hauptwelle 2 angeordnet. Jeder Spulenträger 8 besitzt stirnseitig zwei Wellenstümpfe 9a, b, die drehbar in an den Wangen 3a, b, c angeordneten Lagerungen 11a, b gehalten werden. Innerhalb des als geschlossener Rahmen ausgeführten Spulenträgers 8 ist eine Ablaufspule 12 für das Wickelgut drehbar gelagert, deren Rotationsachse 13 senkrecht zur Rotationsachse 14 des Spulenträgers 8 verläuft.

[0024] Auf der dem hohlen Wellenstumpf 9a gegenüber liegenden Seite der Wange 3a bzw. 3b ist ein Antrieb 15 für die Ablaufspule 12 befestigt. Eine in der Figur nicht dargestellte Antriebsachse erstreckt sich durch den Hohlraum in dem Wellenstumpf 9a bis in den Spulenträger 8 hinein. Dort ist am äußeren Ende dieser nicht dargestellten Antriebsachse ein Rad 16 eines Zugmittelgetriebes befestigt, das über ein Zugmittel 17, ein die Bewegungsrichtung um 90° änderndes Rädergetriebe 18 (Winkelgetriebe) sowie ein weiteres Zugmittelgetriebe 19 die Drehung der Antriebsachse auf die Ablaufspule 12 überträgt.

[0025] Unabhängig von dem Antrieb 15 für die Ablaufspule 12 ist zu jedem Spulenträger 8 an den Wangen 3a, 3b jeweils ein weiterer Antrieb 21 angeordnet, der über ein Zugmittelgetriebe 22 auf den drehfest mit dem Spulenträger 8 verbundenen Wellenstumpf 9a wirkt.

[0026] Der Antrieb 21 versetzt den Spulenträger 8 in eine Drehbewegung um seine Rotationsachse 14, so daß die einzelnen Spulenträger 8 relativ zu der Hauptwelle 2 drehen. Regelmäßig handelt es sich hierbei um eine gegensinnige Drehung, die zu einer Rückdrehung in dem abgezogenen Wickelgut führt, um am Verseilpunkt 7 ein Erzeugnis zu erhalten, das weitgehend spannungslos ist. Hierzu wird das von jeder Spule 12 abgezogene Wickelgut an der dem Wellenstumpf 9a gegenüber liegenden Stirnseite aus dem Spulenträger 8 über den ebenfalls hohlen Wellenstumpf 9b sowie eine nicht dargestellt Öffnung in der Wange 3b bzw. 3c herausgeführt und von dort mittels nicht dargestellter Umlenkmittel in Richtung des Außenumfangs der Hauptwelle 2, durch die Lagerung im Lagerbock 5 hindurch zum Verseilpunkt 7 geführt.

[0027] Der Antrieb 15 hält dabei im Zusammenwirken mit einem nicht dargestellten, eingangs ausführlich beschriebenen Regler, die Zugkraft in dem von der Spule abgewickelten Wickelgut auf einem vorgewählten Wert. Die Relativbewegung zwischen dem Antrieb 15 und der Spule 12 in Folge der unabhängigen Drehung des Spulenträgers 8 mittels des Antriebs 21 kann problemlos bei der Regelung ausgeglichen werden, da sämtliche Daten zur Berechnung dieser Relativbewegung vorliegen.

[0028] Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Korbverseilmaschine besitzt zwei Abschnitte 23a, b zwischen benachbarten Spulenwangen 3a, 3b bzw. 3b, 3c. Um die Gesamtlänge der Korbverseilmaschine gering zu halten, sind die jedem Spulenträger 8 zugeordneten Antriebe 15, 21 jeweils auf der dem Spulenträger rückwärtigen Seite der Wangen 3a bzw. 3b angeordnet. Da sämtliche Spulenträger 8 konzentrisch in gleichem Abstand zur Hauptwelle 2 angeordnet sind, ergibt sich die Notwendigkeit, die Spulenträger im Abschnitt 23b versetzt zu den Spulenträgern im Abschnitt 23a anzuordnen.

[0029] Das Ausführungsbeispiel verdeutlicht die erfindungsgemäße Anordnung sowohl des Antriebs 15 als auch des Reglers außerhalb des Spulenträgers. Damit werden wirksam Fliehkräfte aus wechselnden Richtungen sowie Kreiselkräfte auf die Antriebe 15 und deren Lagerungen vermieden. Darüber hinaus entfallen die bisher notwendigen Schleifringe, um die leitende Verbindung vom Rotor zum relativ dazu drehenden Spulenträger herzustellen.

Bezugszeichenliste
Nr.	Bezeichnung
1.	Rotor
2.	Hauptwelle
3a,b,c	Wangen
4.	Lagerbock
5.	Lagerbock
6.	Antriebsmotor
7.	Verseilpunkt
8.	Spulenträger
9a,b	Wellenstümpfe
10.	-
11a,b	Lagerungen
12.	Ablaufspule
13.	Rotationsachse
14.	Rotationsachse
15.	Antrieb (Ablaufspule)
16.	Rad
17.	Zugmittel
18.	Winkelgetriebe
19.	Zugmittelgetriebe
20.	-
21.	Antrieb (Spulenträger)
22.	Zugmittelgetriebe
23a, b	Abschnitte

Ansprüche

1. Korbverseilmaschine mit zwischen parallelen Wangen (3a,b,c) drehbar an jeweils zwei Wellenstümpfen (9a,b) angeordneten Spulenträgern (8) für eine mit einem Antrieb (15) verbundene Spule (12) mit Wickelgut, einem Regler für den Antrieb (15), der abhängig von der Zugkraft in dem von der Spule (12) abgewickelten Wickelgut die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Antriebs (15) verändert, wobei die Spulenträger (8) relativ zu den auf einer gemeinsamen Hauptwelle (2) angeordneten Wangen (3a,b,c) drehen, sowie Umlenkmitteln, die das aus den Spulenträgern herausgeführte Wickelgut in Richtung der Hauptwelle (2) und zu einem Verseilpunkt (7) führen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Wellenstümpfe (9a,b) jedes Spulenträgers (8) hohl und die Spule (12) durch den Hohlraum mit ihrem Antrieb (15) verbunden ist, der drehfest an einer der Wangen (3a,b) angeordnet ist.

2. Korbverseilmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (15) für jede Spule (12) auf der dem zugehörigen Spulenträger (8) gegenüberliegenden Seite der Wange (3a,b) angeordnet ist.

3. Korbverseilmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich von dem Antrieb (15) der Spule (12) eine Antriebsachse durch den Hohlraum in dem Wellenstumpf (9a) bis in den Spulenträger (8) erstreckt und dort über mindestens ein Getriebe mit der Spule verbunden ist.

4. Korbverseilmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachsen (13, 14) von Spulenträger (8) und Spule (12) senkrecht zueinander verlaufen.

5. Korbverseilmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Antriebsachse über ein Räder- oder Zugmittelgetriebe (16, 17) auf ein die Bewegungsrichtung um 90 ° änderndes Rädergetriebe (18) sowie über ein weiteres Räder- oder Zugmittelgetriebe (19) auf die Spule (12) übertragen wird.

6. Korbverseilmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Spulenträger (8) ein eigener Antrieb (21) zugeordnet ist, der über ein Räder- oder Zugmittelgetriebe (22) mit einem der Wellenstümpfe (9a,b) verbunden ist und den Spulenträger (8) in Drehung versetzt.

7. Korbverseilmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren Spulenträgern (8) ein gemeinsamer Antrieb zugeordnet ist, der vorzugsweise über ein Zugmittelgetriebe mit einem über einen der Wellenstümpfe (9a,b) jedes Spulenträgers (8) geführten, umlaufenden Zugmittel die Spulenträger (8) in Drehung versetzt.

8. Korbverseilmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler für den Antrieb der Spulen an den Wangen (9a,b,c) angeordnet sind.

9. Korbverseilmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler nahe an der Hauptwelle (2) angeordnet sind.

Zeichnung