[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optimalen Nutzung des
Wickelgutes bei der Auf- und/oder Abwicklung von Vorratstrommeln in Verbindung mit
der Zuführung zu weiterverarbeitenden Maschinen, insbesondere Wicklermaschinen. Dabei
kann das Wicklungsgut eine Textilbahn, eine Gewebebahn, ein Draht oder dgl. darstellen.
Zwischen der Vorratstrommel und der weiterverarbeitenden Maschine, insbesondere Wicklermaschine,
ist bei der Weiterverarbeitung ein technologischer Zwischenraum vorgesehen, in dem
nach der Abwicklung eine vorbereitende Behandlung des Wicklungsgutes durchgeführt
wird Diese vorbereitenden Behandlungen können in einer bedarfsgerechten Verformung
des Wicklungsgutes für die Weiterverarbeitung in der weiterverarbeitenden Maschine,
insbesondere Wicklermaschine, bestehen. Dazu wird zwecks Konstanthaltung der für den
Einzug in die weiterverarbeitende Maschine, insbesondere Wicklermaschine, erforderlichen
Zugkraft eine Gegenkraft durch die die Bremswirkung den Vorratstrommel erzeugt.
[0002] So wird im Stand der Technik beispielsweise nach der
DE 10 2005 044 339 B4 ein Verfahren zum Betrieb einer Wicklermaschine beschrieben, mit dem die gesteuerte
und/oder geregelte Aufwicklung und/oder Abwicklung eines Wickelgutes vorgenommen wird.
Dazu kommt eine Einrichtung zum Steuerung und/oder Regelung zur Anwendung, mit der
eine variable Größe überwacht wird. Diese variable Größe betrifft einen Maschinenzustand,
der die Temperatur und/oder einen Verschleiß, und/oder einen Betriebsartwechsel und/oder
eine Reibungsänderung angibt. In Abhängigkeit von de festgestellten Änderung wird
dann zumindest ein Parameter der Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung abgeändert.
Ein Beispiel für eine variable Größe, welche einen Maschinenzustand betrifft ist ein
Betriebsartwechsel der Wicklermaschine, der beispielsweise eine Änderung der Zugkraft
zur Folge hat. Zur Ermittlung der auf das Wickelgut ausgeübten Zugkraft kommt ein
Sensor zur Anwendung. Für die Durchführung der Regelung des Wickelvorganges werden
z.B. PID Regler verwendet. Nach der Abwicklung des Wickelgutes von der jeweiligen
Vorratstrommel verbleibt der mit der Vorratstrommel verbundene Rest als Abfall bzw.
Sekundärrohstoff zurück. Die pro Vorratstrommel verbleibende Restlänge des Wicklungsgutes
entspricht dabei dem Abstand zwischen der Vorratstrommel und der Wicklermaschine.
[0003] Bekannt ist weiterhin aus dem Textilmaschinenbau nach der
DE 199 05 860 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Arbeitsstelle einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine.
Bei diesem Verfahren kommt ein Fadenzugkraftsensor zum Überwachen der Fadenzugkraft
eines von einer Ablaufspule zu einer Auflaufspule laufenden Fadens zur Anwendung.
Mittels eines Fadenspanners wird in Abhängigkeit von den ermittelten Sensorwerten
die Fadenzugkraft reguliert. Unter Anwendung eines Arbeitsstellenrechners wird entsprechend
der vom Fadenzugkraftsensor ermittelten Fadenzugkraft der Anpressdruck der auf den
Faden wirkenden Fadenbremseinrichtung des Fadenspanners vorgegeben. Dadurch wird eine
im wesentlichen konstante Fadenzugkraft des laufenden Fadens eingestellt, um auf diese
Weise ein gleichmäßiges Aufspulen des Fadens auf der Auflaufspule sicherzustellen.
Nach dem Abschneiden der jeweiligen Fäden verbleiben ebenfalls die jeweiligen Reste
zwischen der Ablaufspule und der Auflaufspule zurück. Dies erweist sich insbesondere
bei der Weiterverarbeitung von hochwertigen Gewebe- oder Textilbahnen aus wirtschaftlicher
Sicht als nachteilig.
[0004] Bekannt ist auch nach der
EP 2 891 619 A1 eine Spulvorrichtung zum Aufspulen zumindest eines Wickelgutes auf zumindest eine
wechselbare Hülle. Die gegenständliche Vorrichtung weist eine Masseermittlungseinheit
auf, mit der zu vorgegebenen Zeitpunkten ein Massekennwert des Wickelgutes ermittelt
wird. Auf der Grundlage dieser Werte wird dann die auf das Wicklungsgut wirkende Zugspannung
geregelt. Mit dieser Regelung wird vorteilhaft eine genaue Überwachung eines Aufspulvorganges
ermöglicht und dadurch die Eigenschaften der Spulvorrichtung verbessert werden Wirtschaftlich
nachteilig sind auch an dieser Spulvorrichtung die verbleibenden Reste des Wickelgutes
nach Abschluss des Aufspulvorganges bei insbesondere hochwertigen Wickelgütem.
[0005] Nach der
DE 195 24 289 C2 ist weiterhin eine Vorrichtung zum Bremsen von elektrisch leitfähigen Rändern bekannt
gemacht worden, die eine Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung zum Bremsen von elektrisch
leitfähigem Band aufweist. Dabei ist das zu bremsende Band vor der Verarbeitungsstation
angeordnet und wird unter Zugspannung weiterverarbeitet. Mit der Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung
wird ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, das Wirbelströme in das Band induziert und
dadurch eine gegen die Förderrichtung gerichtete Kraft auf dieses ausübt. Die Bänder
werden mittels dieser Vorrichtung bei der Zuführung zu einer Weiterverarbeitungsstation
unter einer konstanten Zugspannung gehalten. Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht
ein berührungsloses Bremsen eines Bandes unabhängig von dessen Bewegung. Aufgrund
des berührungslosen Bremsvorganges werden Beschädigungen der Bandoberfläche vermieden.
Jedoch sind auch bei der Anwendung diesen Vorrichtung keine Maßnahmen zur Verhinderung
des Auftretens von Resten an insbesondere hochwertigem Wickelgut nach Abschluss des
jeweiligen Abwickelvorganges vorgesehen.
[0006] Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Schaffung eines Verfahrens und einer
zur Durchführung des Verfahrens dienenden Vorrichtung, mit denen die Einbeziehung
des vollständigen Wicklungsgutes der Vorratstrommein in die technologische Weiterverarbeitung
ermöglicht wird.
[0007] Gelöst wird die Aufgabe durch das Verfahren mit den beschreibenden Merkmalen nach
Patentanspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens werden durch die kennzeichnenden
Merkmale der Patentansprüche 2 bis 4 beschrieben. Zur Durchführung des Verfahren dient
aufgabengemäß die Vorrichtung nach Patentanspruch 5. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Vorrichtung beschreiben die Patentansprüche 6 bis 10. Mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren wird die für den Einzug in die nachfolgende weiterverarbeitende Einrichtung,
wie z.B. die Zuführung zu einer Wickelmaschine, erforderliche Konstanthaltung der
Zugkraft bis zum vollständigen Einzug des Wickelgutes aufrechterhalten. Diese Konstanthaltung
wird erreicht, indem die auf das Wickelgut wirkende Gegenkraft auch nach der erfolgten
Abwicklung von der Vorratsrolle erzeugt wird. Vorteilhaft erweist sich das Verfahren,
wenn die Gegenkraft auch nach der Abwicklung des Wicklungsgutes weiterhin unter Nutzung
der durch die Bremseinrichtungen an der Vorratsrolle erzeugten Gegenkraft erzeugt
wird. Die Überbrückung des Zwischenraumes zwischen der Vorratsrolle und der nachfolgenden
weiterverarbeitenden Einrichtung wird durch eine Verbindung eines im Verhältnis zum
Wickelgut minderwertigeren, aufwickelbaren Materiales mit dem Wickelgut erreicht.
Dazu wird ein Ende des Verbindungsmittels mit der Vorratsirommel und das entgegengesetzte
Ende mit einem Ende des Wicklungsgutes verbunden. Vorzugsweise wird für den automatisierten
Ablauf des Verfahrens nach der Beendigung des Abwickelvorganges des Wickelgutes von
der Vorratsrolle die Erzeugung der Gegenkraft durch eine vor dem Eintrittsort der
nachfolgenden weiterverarbeitenden Einrichtung angeordneten Bremseinrichtung erzeugt.
Vor der gesteuerten herbeigeführten Bremsung durch die Bremseinrichtung erfolgt eine
Ablösung des Endes des Wicklungsgutes von der Vorratsrolle Für einen zeitlich günstigen
Ablauf des gesteuerten Bremsvorganges wird auf dem Wicklungsgut eine Markierung aufgebracht
und diese während des Abwicklungsvorganges sensorisch erfasst und einer nachfolgenden
Steuereinrichtung signalisiert
[0008] Die Durchführung des Verfahrens erfolgt vorzugsweise durch steuerbare Mittel, die
eine der Zugkraft entgegenwirkende Gegenkraft erzeugen mit denen die der Zugkraft
entgegengesetzte Gegenkraft bis zum vollständigen Einzug des Wicklungsgutes in die
nachfolgende Bearbeitungsvorrichtung aufrechterhalten wird. Für eine wirtschaftlich
effektvolle Gestaltung der erfindungsgemäßen Lösung wird ein aufwickelbares, maximal
der Länge des Abstandes zwischen der Vorratstrommel und dem Eintrittsort in die Wicklermaschine
entsprechendes Verbindungsmittel mit seinem ersten Ende lösbar mit der Vorratstrommel
verbunden sowie sein zweites Ende mit dem Anfang des Wicklungsgutes verbunden ist.
Um vorteilhaft Beschädigungen der Oberfläche des Wicklungsgutes zu vermeiden, wird
die Bremseinrichtung so gestaltet, dass sie aus mindestens zwei auf dem Wicklungsgut
abrollende und eine der Zugkraft entgegenwirkende Bremskraft erzeugende Druckbaugruppen
besteht. Bei der Verarbeitung von elektrisch leitfähigem Wicklungsgut mit einer druckempfindlichen
Oberfläche (Isolation) wird technisch effektvoll die Bremseinrichtung zur Erzeugung
einer der Zugkraft entgegenwirkenden Bremskraft aus mindestens zwei Magnetfeld-Erzeugungseinrichtungen
gebildet Eine mit geringem Aufwand erreichbare vorteilhafte Automatisierung des Verfahrens
wird erreicht indem das mit der Vorratsommel zu verbindende Ende des Wicklungsgutes
mittels einer steuerbaren an der Vorratstrommel befestigten Verbindungsbaugruppe mit
der Vorratstrommel verbunden ist, de Verbindungsbaugruppe eine die Ablösung des Wicklungsendes
am Ende des Abwicklungsvorganges steuernde Steuereinrichtung nachgeordnet und die
Steuereinrichtung mit einem zur Erfassung einer auf dem Wicklungsgut angebrachten
Markierung dienenden Sensor sowie der Bremseinrichtung verbunden ist. Zwecks Senkung
des technischen Aufwandes wird vorzugsweise die mit der Vorratstrommel verbundene
Verbindungsbaugruppe so gestaltet, dass sie einen das Wicklungsgut am Ende des Abwicklungsvorganges
selbsttätig von der Vorratstrommel lösenden Mechanismus aufweist.
[0009] Nachfolgend soll die erfindungsgemäße Lösung anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert werden. In der Zeichnung zeigt
- Fig. 1:
- die schematische Anordnung des mit dem Verbindungsmaterial verbundenen Wicklungsgutes
bei der Abwicklung von der Vorratstrommel und
- Fig. 2:
- die schematische Anordnung der beteiligten Baugruppen bei der gesteuerten Abwicklung
des Wicklungsgutes von der Vorratstrommel mittels Bremseinrichtung
[0010] Die in Figur 1 wiedergegebene schematische Anordnung zeigt die Vorratstrommel 2 mit
dem bereits von dieser abgewickelten Wicklungsgut 1 (z.B. Kupferdraht). Die zwischen
der Vorratstrommel 2 und der nachfolgenden Wicklermaschine 4 vorgesehene Transportstrecke
dient zur technologischen Vorbereitung des Wicklungsgutes 1 für die Weiterverarbeitung
durch die Wicklermaschine 4. Diese Vorbereitung kann z.B. in der erforderlichen Streckung
des Wicklungsgutes 1 für den Einzug in die Wicklermaschine 4 bestehen. Die bei der
Abwicklung, Aufbereitung und dem Transport zur Wicklermaschine 4 erforderliche Konstanthaltung
der Zugkraft wird durch die von der Vorratstrommel 2 aufgebrachte Gegenkraft bewirkt.
Nach der Abwicklung ist diese erforderliche Gegenkraft nicht mehr vorhanden. Das verbleibende
gestreckte Wicklungsgut 1 zwischen der Vorratstrommel 2 und der Wicklermaschine 4
wird nach der Abwicklung von der Vorratstrommel 2 getrennt und an der Eintrittsstelle
zur Wicklermaschine 4 abgeschnitten. Dieser Teil des Wicklungsgutes 1 fällt dann als
Sekundärrohstoff an. Je nach vorgesehener Produktionslinie beträgt die Länge dieser
Transportstrecke zwischen 5-8 m. Besteht das Wicklungsgut 1 aus Kupferdraht beträgt
das Gewicht des technologisch nicht genutzten Materiales je Vorratstrommel 2 bei durchschnittlich
zur Anwendung kommenden Querschnitten ca. 1 kg bis zu 10 kg. Ziel der vorliegenden
Lösung ist es, diesen Teil des Wicklungsgutes 1 vollständig in den technologischen
Verfahrensablauf einzubinden und damit nutzbar zu machen. Dazu wird ein gegenüber
dem Wicklungsgut 1 minderwertigeres Verbindungsmaterial 3 mit einem Ende des Wicklungsgutes
1 verbunden und bei der Aufwicklung auf die Vorratstrommel 2 zuvorderst aufgewickelt.
Nach der erfolgten Abwicklung übernimmt dieses Verbindungsmaterial 3 in Verbindung
mit der Vorratstrommel 2 die Erzeugung der Gegenkraft für die Konstanthaltung der
Zugkraft. Durch die vorgegebene Länge des Verbindungsmateriales 3 erfolgt gleichzeitig
die Vorgabe wie weit das Wicklungsgut 1 in die Wicklermaschine 4 eingezogen werden
soll.
[0011] Die schematische Darstellung der Figur 2 gibt die Anordnung der erforderlichen Baugruppen
für eine gesteuerte Abwicklung von der Vorratstrommel 2 wieder. Bei dieser Anordnung
übernimmt die Bremseinrichtung 5 die Erzeugung der Gegenkraft nach der erfolgten Abwicklung.
Diese Bremseinrichtung 5 ist unmittelbar am Eintrittsort der Wicklermaschine 4 angeordnet.
Gesteuert wird diese Anordnung durch die Steuereinrichtung 7. Dabei kann die Steuereinrichtung
7 ein Bestandteil der ohnehin vorhandenen zentralen Steuerung an der Wicklermaschine
4 sein bzw. die Steuerung durch diese übernommen werden. Als Bremseinrichtung 5 können
an sich bekannte Rollen zum Einsatz kommen, die auf der Oberfläche des Wicklungsgutes
1 aufliegen und mit dem Wicklungsgut 1 mitlaufen. Je nach Gestaltung der Oberflächen
des Wicklungsgutes kann der für die Erzeugung der Bremskraft erforderliche Druck der
Rollen auf mehrere entlang des Transportweges angeordneter Bremseinrichtungen verteilt
werden. Bei der Anwendung von Wicklungsgut 1 mit einer druckempfindlichen Oberfläche
(Isolierung), besteht durch Anwendung von Rollen u.U. die Gefahr einer Beschädigung
des Oberflächenmateriales. Zwecks Vermeidung dieser Beschädigungen kann die Bremseinrichtung
5 bei Wicklungsgut 1 aus elektrisch leitfähigem Material z.B. als Magnetfeld Erzeugungseinrichtung
ausgebildet sein. Bei der Aufwicklung bzw. Zuführung eines mehradrigen Wicklungsgutes
1 erfolgt der Bremsvorgang für alle Adern des Wicklungsgutes 1 gleichzeitig. Die lösbare
Befestigung des Wicklungsgutes 1 an der Vorratstrommel 2 erfolgt mittels der Verbindungsbaugruppe
6. Mittels der hier nicht näher dargestellten Verbindungsbaugruppe 6 wird das Wicklungsgut
1 durch die Auflage der Wicklung auf der Verbindungsbaugruppe 6 gehalten. Die Wicklung
selbst drückt ein Federelement zusammen und hält durch Zangenwirkung das Ende des
Wicklungsgutes 1 bis zur Abwicklung bzw. Lösung der Federspannung fest in ihrer Stellung.
Ebenso kann der Halte- und Lösevorgang mittels einer an sich bekannten elektromechanischen
Baugruppe von der Steuereinrichtung 7 gesteuert werden. Auf der Oberfläche des Wicklungsgutes
1 ist eine Markierung aufgebracht, die beim Transport von einem Sensor 8 erfasst wird
und die Erfassung an die Steuereinrichtung 7 signalisiert. Das Signal signalisiert
die Erreichung einer vorgegebenen Stelle für eine noch vorhandene Restlänge des Wicklungsgutes
1. Das Signal wird von der Steuereinrichtung 7 ausgewertet und löst den Bremsvorgang
der Bremseinrichtung 5 aus. Zum Zeitpunkt der vollständigen Abwicklung und Lösung
des Wicklungsgutes 1 von der Vorratstrommel 2 übernimmt dann die angesteuerte Bremseinrichtung
5 die Erzeugung der erforderlichen Gegenkraft. Die Zuführung des Wickelgutes 1 wird
bis zur Erreichung einer vorgegebenen Stelle durch die mit der Wicklermaschine 4 signaltechnisch
verbundenen Steuereinrichtung 7 gesteuert.
Bezugszeichen
[0012]
- 1
- Wicklungsgut
- 2
- Vorratstrommel
- 3
- Verbindungsmittel
- 4
- Wicklermaschine
- 5
- Bremseinrichtung
- 6
- Verbindungsbaugruppe
- 7
- Steuereinrichtung
- 8
- Sensor
1. Verfahren zur optimalen technologischen Einbindung des Wicklungsgutes bei der Auf-
und Abwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Konstanthaltung der auf das Wicklungsgut (1) wirkenden Zugkraft erforderliche
Gegenkraft bis zur vollständigen Einbeziehung des zuzuführenden Wicklungsgutes (1)
in die nachfolgende verfahrenstechnische Weiterverarbeitung aufrechterhalten wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkraft durch ein mit dem Wicklungsgut (1) und mit der Vorratstrommel (2)
verbundenes, aufwickelbares, gegenüber dem Wicklungsgut (1) minderwertigeres Verbindungsmittel
(3) aufrechterhalten wird, wobei ein Ende des Verbindungsmittels (3) mit der Vorratstrommel
(2) und das entgegengesetzte Ende mit einem Ende des Wicklungsgutes (1) verbunden
wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wicklungsgut (1) nach der Beendigung der Abwicklung und daraufhin erfolgenden
Ablösung des Endes der Wicklungsgutes (1) von der Vorratstrommel (2) die Gegenkraft
durch eine am Eintrittsort der Wicklermaschine (4) angeordnete Bremseinrichtung (5)
erfolgt.
4. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Bremseinrichtung (5) bewirkte Bremsvorgang von einer sensorischen Erfassung
einer auf dem Wicklungsgut (1) aufgebrachten Markierung ausgelöst und der zeitliche
Ablauf des Bremsvorganges durch eine nachgeordnete Steuereinrichtung (6) gesteuert
wird.
5. Vorrichtung zur optimalen technologischen Einbindung des Wicklungsgutes bei der Auf-
und Abwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Zugkraft entgegenwirkende Gegenkraft erzeugende und steuerbare Mittel vorgesehen
sind, mittels der die der Zugkraft entgegengesetzte Gegenkraft bis zum vollständigen
Einzug des Wicklungsgutes (1) in die nachfolgende Bearbeitungsvorrichtung aufrechterhalten
wird.
6. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein aufwickelbares maximal der Länge des Abstandes zwischen der Vorratstrommel (2)
und dem Eintrittsort in die Wicklermaschine (4) entsprechendes Verbindungsmittel (3),
mit seinem ersten Ende lösbar mit der Vorratstrommel (2) verbunden sowie sein zweites
Ende mit dem Anfang des Wicklungsgutes (1) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (5) aus mindestens zwei auf dem Wicklungsgut (1) abrollende
und eine der Zugkraf entgegenwirkende Bremskraft erzeugende Druckbaugruppen besteht.
8. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (5) aus mindestens zwei Magnetfeld-Erzeugungseinrichtungen zur
Erzeugung einer der Zugkraft entgegenwirkenden Bremskraft auf ein zu bearbeitendes
elektrisch leitfähiges Wicklungsgut (1) besteht.
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Vorratstrommel (2) zu verbindende Ende des Wicklungsgutes (1) mittels
einer steuerbaren, an der Vorratstrommel (2) befestigten Verbindungsbaugruppe (6)
mit der Vorratstrommel (2) verbunden ist, der Verbindungsbaugruppe (6) eine die Ablösung
des Wicklungsendes am Ende. des Abwicklungsvorganges steuernde Steuereinrichtung (7)
nachgeordnet und die Steuereinrichtung (7) mit einem zur Erfassung einer auf dem Wicklungsgut
(1) angebrachten Markierung dienenden Sensor (8) sowie der Bremseinrichtung (5) verbunden
ist.
10. Vorrichtung nach den Patentansprüchen 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Vorratstrommel (2) verbundene Verbindungsbaugruppe (6) einen das Wicklungsgut
(1) am Ende des Abwicklungsvorganges selbsttätig von der Vorratstrommel (2) lösenden
Mechanismus aufweist.