Vorrichtung zum Auf- und Abspulen von Metalldrähten

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auf- und Abspulen von Metalldrähten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in dem deutschen Gebrauchsmuster DE-U 81 06 539 offenbart. Hier wird eine Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten beschrieben, bei der die Metalldrähte in den einzelnen Ziehstufen mit Hilfe von gemeinsam angetriebenen Ziehscheiben durch Ziehsteine gezogen werden, die eine Reduktion des Drahtdurchmessers bzw. der Drahtstärke bewirken. Die Ziehscheiben besitzen alle den gleichen Durchmesser, laufen jedoch mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten. Zwischen der letzten Ziehscheibe, die einen separaten Antrieb besitzt, und dem Endziehstein ist ein Tänzersystem, bestehend aus einem Winkelcodierer, einer Tänzerrolle und mehreren Umlenkrollen angeordnet. Dieses Tänzersystem spannt den Draht und ermöglicht eine automatische Anpassung der Drahtablaufgeschwindigkeit an die durch den Ziehvorgang verursachte Längenausdehnung des Metalldrahtes. Üblicherweise bestehen derartige Tänzersysteme im wesentlichen aus einem Winkelcodierer und einer Tänzerrolle. Dabei ist die Welle des Winkelcodierers über einen Arm starr mit der Achse der Tänzerrolle, die auf dem zu ziehenden Draht lastet, verbunden. Die Drahtspannung ist durch das vom Tänzersystem ausgeübte Drehmoment bestimmt, das von dem Verbindungsarm zwischen dem Winkelcodierer und der Tänzerrolle sowie von dem Tänzerrollengewicht und eventueller am Arm angebrachter Zusatzgewichte definiert wird. Es ist auch bekannt, die Tänzerlast mittels Torsions- oder Zugfedern, die auf den Verbindungsarm zwischen Winkelcodierer und Tänzerrolle einwirken, zu erzeugen. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, daß zusätzlich zum Tänzergewicht dynamische Massenträgheitskräfte auf den Draht einwirken und zu undefiniert schwankenden Drahtspannungen führen können. Wird die Tänzerlast mittels Torsions- oder Zugfedern generiert, so können durch das Auftreten von Resonanzschwingungen und nicht-linearem Kraftverlauf ebenfalls undefiniert schwankende Drahtspannungen erzeugt werden.

[0003] Die Patentschrift US 4,574,574 beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung von Litzen oder Glasfaserkabel mit einer elektromagnetischen Rutschkupplung zur Regelung der mechanischen Spannung in den zu verlitzenden Drähten bzw. Glasfasern.

[0004] Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Auf- und Abspulen von Metalldrähten bereitzustellen, die eine definierte und möglichst konstante Drahtspannung während des Spulvorganges gewährleistet.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

[0006] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Spulen von Metalldrähten besitzt ein Tänzersystem, das mit einem sogenannten Proportional-Drehmagneten ausgestattet ist. Dieser Proportional-Drehmagnet zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß er ein linear mit seinem Versorgungsstrom anwachsendes Drehmoment erzeugt und eine waagerecht verlaufende Drehmoment-Drehwinkel-Kennlinie besitzt. Den vorgenannten Eigenschaften dürfte er auch seinen Namen verdanken. Die Welle des Proportional-Drehmagneten ist erfindungsgemäß starr mit der Welle des zum Tänzersystem gehörenden Winkelcodierers gekoppelt. Dadurch kann über den Versorgungsstrom des Proportional-Drehmagneten die mechanische Spannung des zu spulenden Metalldrahtes auf den gewünschten Wert eingestellt und geregelt werden. Das erfindungsgemäße Tänzersystem gewährleistet reproduzierbare Drahtspannungen, d.h., ein Auf- bzw. Abspulen des Metalldrahtes mit einstellbarer, konstanter Ablaufkraft.

[0007] Die Erfindung ist besonders vorteilhaft auf Vorrichtungen zum Ziehen von feinen Metalldrähten, insbesondere von Wolfram- oder Molybdändrähten mit einem Drahtdurchmesser bzw. einer Drahtstärke unterhalb von 500 µm, anwendbar. Die Vorratsspule der Drahtziehvorrichtung ist mit einem eigenen Antrieb zum Abspulen des Metalldrahtes ausgerüstet, da derartig dünne Drähte wegen ihrer geringen Reißfestigkeit nicht einfach von der Vorratsspule abgezogen werden können. Das erfindungsgemäße Tänzersystem eignet sich besonders gut zur Regelung der Drahtspannung und der Drehzahl des Vorratsspulenantriebs.

[0008] Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten. Die Figur zeigt stark schematisert die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile dieser Vorrichtung. Eine detaillierte Beschreibung einer Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten, auf die die Erfindung anwendbar ist, findet man beispielsweise in dem als Stand der Technik zitierten Gebrauchsmuster DE-U 81 06 539.

[0009] Die zum Ziehen von Metalldrähten gemaß des Ausführungsbeispiels besitzt eine mit Wolframdraht 1 bestückte Vorratsspule 2, die von einem Elektromotor 3 angetrieben wird und von der der Drahtvorrat abgespult wird. Der Wolframdraht 1 wird in mehreren Ziehstufen mit Hilfe von Ziehscheiben 4 über die Tänzerrolle 5 sowie über eine Umlenkrolle 6 durch mehrere Ziehsteinen 7 geführt, bis der gewünschte Enddurchmesser erreicht ist. In der stark schematisierten Figur ist der Einfachheit halber nur eine Ziehstufe, bestehend aus einer Ziehscheibe 4 mit einem davor angeordneten Ziehstein 7, abgebildet. Die Achse der Tänzerrolle 5 ist mittels eines Verbindungsarmes 8 starr mit der Welle eines Proportional-Drehmagneten 9 verbunden. Die Welle des Proportional-Drehmagneten 9 ist starr an die Welle eines Winkelcodierers 10 gekoppelt. Der Winkelcodierer 10, die Tänzerrolle 5 und der Proportional-Drehmagnet 9 bilden den Tänzer bzw. das Tänzersystem der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten.

[0010] Sowohl der Proportional-Drehmagnet 9 als auch der Winkelcodierer 10 sind an die Steuerungseinheit 11 des Vorratspulenantriebs 3 angeschlossen. Die Steuerungseinheit 11 regelt über einen Anschluß zum Antrieb 3 der Vorratsspule 2 die Drahtablaufgeschwindigkeit. Der Winkelcodierer 10 mißt den Winkel, den der Verbindungsarm 8 mit der Horizontalen bildet und gibt ein diesem Winkel entsprechendes Eingangssignal an die Steuerungseinheit 11 weiter. An der Steuerungsvorrichtung 11 kann die Drahtspannung durch Anpassen des Proportional-Drehmagnet-Versorgungsstromes auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Durch den Versorgungsstrom des Proportional-Drehmagneten 9 wird die Winkeleinstellung des Verbindungsarmes 8 und damit das auf den Wolframdraht 1 einwirkende Drehmoment festgelegt. Der Proportional-Drehmagnet 9 weist nämlich ein proportionales Verhalten zwischen dem von ihm erzeugten Drehmoment und seinem Versorgungsstrom sowie eine waagerecht verlaufende Drehmoment-Drehwinkel-Kennlinie und ein in seinem Arbeitsbereich konstantes Drehmoment auf.

[0011] Die Steuerungseinheit 11 regelt die Drahtablaufgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem voreingestellten Sollwert der Drahtspannung und dem Eingangssignal, das sie von dem Winkelcodierer 10 erhält.

[0012] Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das näher beschriebene Ausführungsbeispiel. Beispielsweise kann das Tänzersystem 5, 6, 9, 10 auch an anderer Stelle, z.B. bei Mehrfachzügen zwischen den Ziehscheiben zum Regeln der folgenden Ziehscheibe integriert sein. Außerdem kann das erfindungsgemäße Tänzersystems auch in einer Wickelmaschine zur Herstellung von Gewendel für elektrische Lampen eingesetzt werden. Beispielsweise eignet sich das erfindungsgemäße Tänzersystem zur Regelung der Drahtspannung sowie der Drahtablaufgeschwindigkeit beim Auf- und Abspulen des Kerndrahtes. Ebenso kann das erfindungsgemäße Tänzersystem auch zur Regelung der Drahtspannung und der Drahtablaufgeschwindigkeit des um den Kerndraht zu wickelnden und von einer Vorratsspule abzuspulenden Leuchtmitteldrahtes verwendet werden. Eine Wendelwickelmaschine, die mit dem erfindungsgemäßen Tänzersystem ausgestattet werden kann, ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 43 43 933 beschrieben.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Auf- und Abspulen von Metalldrähten für eine Wickelmaschine zur Herstellung von Gewendel für elektrische Lampen oder für eine Vorrichtung zum Ziehen von Metalldrähten, bei der die Regelung der Drahtspannung sowie der Drahtablaufgeschwindigkeit mit Hilfe eines Tänzersystems erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Tänzersystem (5, 6, 9, 10) einen Proportional-Drehmagneten (9) aufweist, dessen Welle starr an die Welle des Winkelcodierers (10) des Tänzersystems gekoppelt ist und der ein proportional zu seiner Versorgungsspannung anwachsendes Drehmoment erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine motorgetriebene Vorratsspule (2) für den Metalldraht (1) besitzt, wobei die Drehzahl des Motors (3) der Vorratsspule (2) mittels einer Steuerungseinheit (11) geregelt wird, so daß der Metalldraht (1) mit einer an der Steuerungseinheit (11) einstellbaren, konstanten Abziehkraft von der Vorratsspule (2) abgespult wird.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (11) die Versorgungsspannung des Proportional-Drehmagneten (9) regelt.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (11) die Stellung bzw. das Ausgangssignal des Winkelcodierers (10) überwacht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldrähte (1) Wolfram- oder Molybdändrähte sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldrähte (1) nach dem Ziehvorgang eine Stärke bzw. einen Durchmesser von weniger als 500 µm besitzen.

Claims

1. Device for coiling and uncoiling metal wires for a winding machine for producing filaments for electric lamps or for a device for drawing metal wires, in which the control of the wire tension and of the wire run-off speed is performed with the aid of a dancer system, characterized in that the dancer system (5, 6, 9, 10) has a proportional rotary magnet (9) whose shaft is rigidly coupled to the shaft of the absolute shaft-angle encoder (10) of the dancer system, and which generates a torque which increases in proportion with its supply voltage.

2. Device according to Claim 1, characterized in that the device has a motor-driven supply reel (2) for the metal wire (1), the speed of the motor (3) of the supply reel (2) being controlled by means of a control unit (11), with the result that the metal wire (1) is uncoiled from the supply reel (2) with a constant pulling-off force which can be set at the control unit (11).

3. Device according to Claims 1 and 2, characterized in that the control unit (11) controls the supply voltage of the proportional rotary magnet (9).

4. Device according to Claims 1 and 2, characterized in that the control unit (11) monitors the position and/or the output signal of the absolute shaft-angle encoder (10).

5. Device according to Claim 1, characterized in that the metal wires (1) are tungsten or molybdenum wires.

6. Device according to Claims 2 and 5, characterized in that after the drawing operation, the metal wires (1) have a thickness or a diameter of less than 500 µm.

Revendications

1. Dispositif pour enrouler et dérouler des fils métalliques pour une machine à enrouler pour la fabrication de filaments de lampes électriques ou pour un dispositif pour tirer des fils métalliques, dans lequel le réglage de la tension de fil ainsi que celui de la vitesse de passage du fil s'effectue à l'aide d'un système danseur, caractérisé en ce que le système (5, 6, 9, 10) danseur comporte un aimant (9) tournant proportionnel, dont l'arbre est couplé de manière fixe à l'arbre du codeur (10) angulaire du système danseur et qui produit un couple de rotation croissant de manière proportionnelle à sa tension d'alimentation.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif est constitué d'une bobine (2) de réserve entraînée par moteur pour le fil (1) métallique, la vitesse de rotation du moteur (3) de la bobine (2) de réserve étant réglée au moyen d'une unité (11) de commande, de sorte que le fil (1) métallique est déroulé de la bobine (2) de réserve avec une force de tirage constante pouvant être réglée par l'unité (11) de commande.

3. Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'unité (11) de commande règle la tension d'alimentation de l'amant (9) tournant proportionnel.

4. Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'unité (11) de commande surveille la position ou le signal de sortie du codeur (10) angulaire.

5. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les fils (1) métalliques sont des fils en tungstène ou en molybdène.

6. Dispositif suivant les revendications 2 et 5, caractérisé en ce que les fils (1) métalliques ont après l'opération de tirage, une épaisseur, par exemple un diamètre, de moins de 500 µm.

Zeichnung