DE102005019179A1

DE102005019179A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut

Info

Publication number: DE102005019179A1
Application number: DE200510019179
Authority: DE
Inventors: Georg Hörndler
Original assignee: Maschinenfabrik Niehoff GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Niehoff GmbH and Co KG
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2005-04-25
Publication date: 2006-10-26
Also published as: WO2006114129A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird ein zu wickelndes Wickelgut, insbesondere bei der Bewicklung einer Wickelspule, nach Fehlern überwacht. Wird ein Fehler in dem Wickelgut festgestellt, so wird das zu wickelnde Wickelgut, insbesondere das fehlerhafte Wickelgut und/oder insbesondere temporär während dem Bewickeln der Wickelspule, aus einem Wickelbereich der Wickelspule, insbesondere in einen Wickelbereich eines anderen Wickelkörpers, umverlegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen sich insbesondere zur Herstellung von – fehlerfreien – Gebinden aus langgestrecktem Wickelgut, wie aus Kabeln, metallischem Draht, insbesondere Draht aus Kupfer, Stahl usw., isoliertem metallischem Draht, Litzen, insbesondere aus Kupfer, isolierten Litzen, Glasfaser, d. h. im wesentlichen alle Arten von strangförmigem Gut, dessen Beschaffenheit ein Wickeln gestattet.
Derartiges strangförmige, wickelbare Gut findet beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik bzw. -fertigung, zum Beispiel in der Kabelbaumfertigung, generell in der Elektrotechnik oder zur Verkabelung von elektrischen Geräten Verwendung.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Gebinden, in diesem Fall eine Ringwickelanlage zur Herstellung von Kabelringen, Drahtringen und dergleichen sind aus der DE 196 14 585 A1 bekannt.

Aus der DE 196 14 585 A1 ist bekannt, dass die Ringwickelanlage, ein Vertikal-Doppelspuler, mit zwei abwechselnd bewickelbaren Wickelkassetten arbeitet.

Dazu weist dieser Doppelspuler zwei Spulstationen auf, die um 180° versetzt auf einer schwenkbaren Trageplatte angeordnet sind. Diese schwenkbaren und damit instationären Spulstationen weisen ihrerseits jeweils eine durch einen Antriebsmotor rotierbare Wickelkassette auf. In den Spulstationen werden abwechselnd die Kabelringe gewickelt, indem ein Kabel K zur Herstellung der Kabelringe auf die rotierenden Wickelkassetten gewickelt werden. Nach dem Wickelvorgang wird der Kabelring von der jeweiligen Wickelkassette getrennt.

Eine Schwenkeinrichtung schwenkt die Tragplatte bzw. die Spulstationen und damit die Wickelkassetten jeweils um 180° aus der jeweiligen Position in die jeweils nächste Position, wobei nur in einer räumlich festen Position (Wickelposition) die Bewicklung der aktuell dort befindlichen Wickelkassette erfolgt.

Eine Senuoreinrichtung erfasst den Füllungsgrad der aktuell bewickelten, sich in der Wickelposition befindenden Wickelkassette und wirkt derart mit einer Steuereinrichtung zusammen, dass eine Schwenkbewegung dieser Schwenkeinrichtung – und damit der Spulstation aus dieser Wickelposition – bewirkt wird, sobald diese Wickelkassette einen vorbestimmten Füllungsgrad erreicht hat.

Weiterhin ist, wie in der DE 196 14 585 A1 beschrieben ist, eine Kabelauflegeeinrichtung vorgesehen, welche eine Trennung des Kabels K und das Auflegen des Kabels K auf diese Wickelkassette bewirkt.

Wie die DE 196 14 585 A1 weiter beschreibt, führt eine stationäre Verlegeeinrichtung das Kabel K der zur Aufwicklung vorgesehenen und sich in der Wickeposition befindenden Wickelkassette entsprechend einer vorbestimmten Verlegecharakteristik zu. Dazu weist die stationäre Verlegeeinrichtung eine Zulauf- und eine Verlegerolle auf, welche vertikal verfahrbar sind, um das Kabel K entsprechend der vorgesehen Verlegecharakteristik zuzuführen.

Weitere Verfahren und weitere Vorrichtungen zum Herstellen von Gebinden mit bei der Bewicklung horizontal ausgerichteten Spulen sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt.

Mit derartigen Anlagen, wie beschrieben, hergestellte Gebinde werden häufig – und in zunehmenden Maße – in hochkomplexen Systemen mit hohen Anforderungen an Sicherheit und Funktionsfähigkeit bzw. mit geringen Ausfallwahrscheinlichkeiten eingesetzt. Demzufolge fordern Kunden auch von solchen Gebinden, dass diese fehlerfrei sind (0-Fehler-Strategie).

Bisher bekannte Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von fehlerfreien Gebinden bei solchen, wie beschriebenen, Wickelmaschinen sehen vor, dass das zu wickelnde Wickelgut, in der Regel bei der Bewicklung, nach Fehlern im Wickelgut überwacht wird.

Entsprechende Mess- bzw. Überwachungssysteme sind bekannt, wie zum Beispiel ein sogenannter „Sparktester", beispielsweise erhältlich von der Fa. Beta Lasermike, (erhältlich am 09.03.2005 unter:
http://www.betalasermike.com/Languages/German/GermanLiterature/SparkTesterGerman.pdf), welcher auf Basis einer Isolationsdurchschlagsfestigkeit den Zustand des Wickelgutes prüft. Weiterhin sind hier auch, insbesondere optische, Mess- und Überwachungssysteme bekannt, welche eine Knotenbildung im Wickelgut überwachen bzw. erkennen.

Wird – bei der Bewicklung einer Wickelspule – ein Fehler im Wickelgut erkannt, so wird die Bewicklung dieser Spule abgebrochen, die unfertig bewickelte Spule der Wickelvorrichtung entnommen und das – bis zum Abbruch – teilgewickelte Gebinde ausgeschieden.

Nachteilig daran ist, dass hier viel, auch unnötiger, Ausschuss erzeugt wird, welcher nämlich größtenteils auch fehlerfreies Wickelgut umfasst, was hier zu hohen Kosten führt.

Alternativ sehen bestimmte Vorrichtungen auch vor, dass – bei erkanntem Fehler – die aktuell in Bewicklung befindliche Spule fertig bewickelt wird, diese bzw. das Gebinde dann manuell umgespult bzw. umgewickelt wird, wobei das fehlerhafte Wickelgut aus dem Gebinde manuell rausgeschnitten und ausgeschieden wird.

Diese Vorgehensweise ist allerdings auf Grund der notwendigen Nachbehandlung, d.h. wegen des Umspulens der Spule, aufwendig, zeit- und demzufolge kostenintensiv.

Weiterhin sind Wickelspulen, beispielsweise NPS-Spulen, mit unterschiedlichen Spulengröße, insbesondere unterschiedlichen Spulenhöhen, und/oder mit unterschiedlichen Flanschdurchmessern bekannt.

Weiter sind Schienensysteme zur Realisierung von linearen und kurvenförmigen Bewegungen, beispielsweise ein Ring- und Schienensystem der Fa. Zimm Maschinenelemente GmbH&Co., bekannt.

Schleifringsysteme und Drehdurchführungen sind ebenfalls bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut zur Verfügung zu stellen, durch welche sich fehlerfreie Gebinde einfacher und kostengünstiger als aus dem Stand der Technik bekannt herstellen lassen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut mit den Merkmalen gemäß dem jeweiligen unabhängigen Patentanspruch gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Gegenstände der Unteransprüche beziehen sich sowohl auf das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut.

Im Folgenden sei dabei unter einem fehlerhaften Wickelgut im Allgemeinen ein Teil eines Wickelgutes, beispielsweise ein Bereich in einem Kabel, verstanden, wo der Zustand des Wickelgutes von einem gewünschten Zustand des Wickelgutes abweicht.

Im Speziellen sind Fehler im Wickelgut Beschädigungen des Wickelgutes, insbesondere Beschädigungen einer Wickelgutisolierung, wie Einschlüsse von Schmutz, (Extruder-)Rückständen, Partikel u.ä. in der Wickelgutisolierung oder offene Stellen in der Wickelgutisolierung, oder Durchmesserabweichungen vom Solldurchmesser beim Wickelgut oder auch im Wickelgut gebildete Knoten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut weist einen, insbesondere scheibenförmigen, Wickelkörper auf, welcher mit Wickelgut, insbesondere fehlerhaftem Wickelgut, bewickelbar ist.

Besonders bevorzugt kann vorgesehen werden, dass der, insbesondere scheibenförmige, Wickelkörper, im Folgenden auch bezeichnet als „Schrottscheibe", eine konische oder eine zylindrische Form mit konischem Fortsatz aufweist.

Weiter kann auch vorgesehen sein, dass die Schrottscheibe aus Stahl, Aluminium oder Kunststoff gefertigt ist.

Auch kann vorgesehen sein, dass die Schrottscheibe einen teilbaren (Wickel-)Kern oder – entsprechende – Mittel aufweist, durch welche sich der Durchmesser der Schrottscheibe bzw. der Scheibendurchmesser einstellen bzw. variieren bzw. ändern lässt.

Ferner sind erfindungsgemäß Positionierungsmittel vorgesehen, mit welchen der, insbesondere scheibenförmige, Wickelkörper bezüglich einer mit Wickelgut zu bewickelnden Wickelspule positionierbar ist.

Hier ist insbesondere eine Positionierung vorgesehen, bei der der Wickelkörper in Wickelspulenlängsrichtung bzw. koaxial zur Wickelspule angeordnet und/oder verfahrbar ist. Hier kann weiter besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass der Wickelkörper zumindest temporär, beispielsweise während der Bewicklung der Wickelspule, in unmittelbarem oder mittelbarem Kontakt mit der Wickelspule steht.

Die Positionierungsmittel können dabei direkt an dem Wickelkörper bzw. an der Schrottscheibe angeordnet oder in diese integriert sein.

Dies können beispielsweise Kopplungsmittel und/oder Eingriffsmittel für eine, insbesondere lösbare und/oder kraft- und/oder formschlüssige, Kopplung des Wickelkörpers mit der Wickelspule, insbesondere mit einem Flansch der Wickelspule, und/oder auch für eine Kopplung des Wickelkörpers mit einer Spulenaufnahmevorrichtung sein, wie Zentrierungen und/oder (Mitnehmer-)Zapfen.

Ferner können diese Positionierungsmittel auch Mittel sein, durch welche aktiv die Positionierung des Wickelkörpers bewirkbar ist, wie Verstellmittel, durch die die räumliche Lage und/oder Ausrichtung des Wickelkörpers einstellbar ist, beispielsweise eine Höhenverstellung mittels eines linear verfahrbaren (Trag-)Armes.

Hier kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, den Wickelkörper in eine Spulenaufnahmevorrichtung zu integrieren, so dass über eine Verstellung der Spulenaufnahmevorrichtung – bei der Aufnahme und bei einem Lösen von einer Wickelspule – auch die Positionierung des Wickelkörpers bewirkt wird.

Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Änderung des Schrottscheibendurchmessers abhängt von der Positionierung der Schrottscheibe. Beispielsweise kann die Schrottscheibe derart ausgebildet sein, dass ihr Scheibendurchmesser verkleinerbar ist, wenn die – insbesondere temporär, d.h. während der Bewicklung der Wickelspule, mit der Wickelspule gekoppelte – Schrottscheibe von der Wickelspule getrennt wird.

Weiterhin sind erfindungsgemäß Wickelgutführungsmittel vorgesehen, mit welchen das Wickelgut, insbesondere das fehlerhafte Wickelgut und/oder insbesondere temporär während einem Bewickeln der Wickelspule, von einem Wickelbereich der Wickelspule in einen Wickelbereich des, insbesondere scheibenförmigen, Wickelkörper umverlegbar ist.

Besonders bevorzugt sind die Wickelgutführungsmittel als Rollensystem mit mehreren, radial um den Wickelkörper versetzt zueinander angeordneten, insbesondere zylindrischen, Rollen bzw. Rollkörpern ausgebildet, beispielsweise zwei um 180° versetzt zueinander angeordnete Rollen.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Rollen am Umfang eines koaxial zu dem Wickelkörper angeordneten, insbesondere mittels eines Antriebsmotors antreibbaren, bezüglich der Wickelspule drehbaren Drehkranzes angeordnet sind.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Rollen höhenverstellbar sind. Diese Höhenverstellung kann mittels einer Kurvenscheibe oder einer Pneumatik bewirkt werden.

Besonders bevorzugt wirkt das Rollensystem mit einer Verlegeeinrichtung zusammen, wobei beim Zusammenwirken insbesondere einer Bewegung der Verlegeeinrichtung längs der Spulenachse und einer Radialbewegung der Rollen um die Spulenachse auf- bzw. absteigende Schlaufen bzw. Schleifen im Wickelgut gebildet werden, welche das Umverlegen des, insbesondere fehlerhaften, Wickelgutes von der Wickelspule zum Wickelkörper bzw. zu der Schrottscheibe – und wieder zurück – ermöglichen.

Die Bildung einer Wickelgutschleife ist insbesondere dazu geeignet, das Wickelgut über den Flansch der Wickelspule zu heben.

Weiterhin kann hier bevorzugt vorgesehen sein, dass die Verlegeeinrichtung derart eingerichtet ist, dass, wenn ein fehlerhaftes Wickelgut erkannt wird, eine Verlegerolle der Verlegeeinrichtung, insbesondere temporär, in eine Position (Schrottposition) verfahren wird, in welcher das, insbesondere fehlerhafte, Wickelgut auf die Schrottscheibe wickelbar ist.

Weiterhin können Mess- bzw. Überwachungssysteme zur Überwachung des Wickelgutes und/oder zur Erkennung von Fehlern im Wickelgut vorgesehen sein, wie zum Beispiel ein „Sparktester".

Auch kann weiterhin eine Funktion-/Steuereinheit vorgesehen werden, welche die Bewicklung des Wickelkörpers bzw. der Schrottscheibe unter Berücksichtigung von Wickeldurchmesser, Flanschdurchmesser und/oder Wickelgeschwindigkeit der Wickelspule und/oder vom Schrottscheibendurchmesser steuert.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut wird ein zu wickelndes Wickelgut, insbesondere bei der Bewicklung einer Wickelspule, nach Fehlern überwacht. Wird ein Fehler in dem Wickelgut festgestellt, so wird das zu wickelnde Wickelgut, insbesondere das fehlerhafte Wickelgut und/oder insbesondere temporär während dem Bewickeln der Wickelspule, aus einem Wickelbereich der Wickelspule, insbesondere in einen Wickelbereich eines anderen Wickelkörpers, umverlegt.

Weiterhin kann dann bevorzugt vorgesehen sein, dass das dorthin, d.h. auf den anderen Wickelkörper, temporär umverlegte und dort gewickelte, insbesondere fehlerhafte, Wickelgut nach der Bewicklung der Wickelspule von dem Wickelkörper gelöst und ausgeschnitten wird.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung werden folgende Schritte durchgeführt:
– bei einem Auftreten eines Fehlers im Wickelgut beim Bewickeln der Wickelspule wird eine Verlegerolle der Verlegeeinheit aus einer ersten aktuellen Verlegeposition temporär in eine zur Verlegung des Wickelgutes auf den Wickelkörper bzw. auf die Schrottscheibe ausgewählten Schrottscheibenposition verfahren,
– die Verlegeeinheit verlegt das Wickelgut temporär, insbesondere für eine vorgebbare Wickeldauer und/oder Wickelstrecke, welche insbesondere abhängig von einer Wickelgeschwindigkeit vorgegeben werden können bzw. werden kann, auf die Schrottscheibe, wobei zumindest der Fehler im Wickelgut auf die Schrottscheibe verlegt wird,
– anschließend wird die Verlegeeinheit zur Weiterbewicklung der Wickelspule, insbesondere zur Weiterbewicklung einer vorbestimmten Verlegecharakteristik, wieder in eine zweiten aktuellen Verlegeposition, welche abhängt von der ersten aktuellen Verlegeposition, verfahren.

Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass die Bewicklung nicht abgebrochen wird bzw. nicht abgebrochen werden muss.

Weitere vorteilhafte Aspekte der Erfindung seien nachfolgend genannt.

Von besonderem Vorteil erweist sich bei der Erfindung auch, dass diese bei beliebigen Wickelvorrichtungen, unabhängig deren Art, d.h. sowohl bei Vertikal- als auch bei Horizontal-Spulern, wie auch unabhängig deren Drehrichtung einsetzbar ist.

Weiterhin kann mit der Erfindung die Fehlerausscheidung bereits während der Bewicklung, d.h. bei laufender Maschine bzw. Anlage, durchgeführt werden.

Somit kann mittels der Erfindung eine Wickelvorrichtung, insbesondere ein Doppelspuler, geschaffen werden, welche bzw. welcher einen vollständig kontinuierlichen Betrieb der Anlage bei gleichzeitiger Gewährleistung einer 0-Fahler-Strategie ermöglicht.

Der kontinuierliche Betrieb wird hier im Wesentlichen dadurch ermöglicht, dass erfindungsgemäß – bei erkanntem Fehler im Wickelgut – dieses bei laufender Anlage temporär auf einen anderen Wickelkörper umverlegt wird, wobei nach Rückverlegung des Wickelgutes dieses weiter bis zur vollständigen Bewicklung – oder bis zur nächsten temporären Umverlegung bei einem weitern erkannten Wickelgutfehler – auf die Wickelspule verlegt wird.

Unterbrechungen, Laufzeitstops der Anlage und Spulenwechsel wie aus dem Stand der Technik bekannt sind erfindungsgemäß nicht nötig.

Auch aufwendige Nachbehandlungen, wie das aus dem Stand der Technik bekannte Umspulen und Ausschneiden von Wickelgutfehlern bei vollbewickelten Spulen, lassen sich dadurch bei der Erfindung vermeiden.

Gerade dadurch lässt sich durch die Erfindung eine einfache, zeiteffiziente und kostengünstige 0-Fehler-Strategie bei der Gebindeherstellung realisieren.

Weiterhin ermöglicht die Erfindung, dass fehlerhaftes Wickelgut bzw. Wickelgutstücke in sehr kurzen Längen, ausgeschieden werden können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit zugehörigen Zeichnungen.

Die dort beschriebenen elektrischen Kabel K sind aus Litzen gefertigt und isoliert, wie sie z. B. zur Herstellung von Kabelbäumen in der Automobilindustrie oder generell zur elektrischen Verkabelung von elektrischen Geräten verwendet werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der Begriff Kabel K, wie er in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet wird, in keiner Weise als Einschränkung für das zu verarbeitende Wickelgut verstanden werden soll.

Die Fig. zeigen in schematisierter Weise:
1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Wickeln von langgestrecktem Wickelgut mit einer Vorrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut (Schrottscheibe);
2 eine Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäss 1;
3 eine weitere Seitenansicht der Wickelstation des Ausführungsbeispiels gemäss 1;
4 eine Aufsicht entsprechend 2 eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Wickeln von langgestrecktem Wickelgut mit. einer Vorrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut;
5a und b verschiedene NPS-Wickelspulen mit unterschiedlichen Spulenhöhen sowie mit unterschiedlichen Wickelbildern, wobei bei den Wickelspulen. nach 5b der abgelegte Schrott dargestellt ist;
6 eine Detail-Seitenansicht einer Verlegung des Ausführungsbeispiels gemäß 1;
7a und b eine Detail-Seitenansicht und eine Detail-Aufsicht der Wickelstation des Ausführungsbeispiels gemäß 1;
8a und b eine Detail-Seitenansicht und eine Detail-Aufsicht von einer Spulstationen mit einer Vorrichtung zum Aussondern von fehlerhaften Wickelgutstücken des Ausführungsbeispiels gemäß 1;
9 eine vergrößerte Detail-Seitenansicht der Spulstation gemäß 8a;
10 eine vergrößerte Detail-Seitenansichteinen einer Kappvorrichtung des Ausführungsbeispiels gemäß 1;
11a, b, c und d eine Abfolge von Detail-Aufsichten des Ausführungsbeispiels gemäß 1, welche eine Umverlegung des Wickelgutes beim Bewickeln von Wickelspulen im Uhrzeigersinn verdeutlichen;
12a, b, c und d eine Abfolge von Detail-Aufsichten des Ausführungsbeispiels gemäß 1, welche eine Umverlegung des Wickelgutes beim Bewickeln von Wickelspulen gegen den Uhrzeigersinn verdeutlichen;
13 eine Detail-Seitenansicht eines alternativen Wickelantriebs mit einem um 90° gedrehten Spulenantrieb und einem Winkelgetriebe;
14 eine Detail-Seitenansicht einer horizontal ausgerichteten Spulstation mit einer Vorrichtung zum Aussondern von fehlerhaften Wickelgutstücken.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand typischer Anwendungsfälle beschrieben, nämlich jeweils dem Wickeln von Kabeln K, in diesem Fall von Automobilkabeln.
Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den 1 bis 13 ist ein Doppelspuler in vertikaler Bauweise, bei dem zwei stationäre Spulstationen zum Bewickeln von vertikal ausgerichteten, ersten und zweiten Spulen S1 bzw. S2 und eine instationäre Verlegeeinrichtung, welche die Spulen S1 und S2 gemäß einer vorgebbaren Wickelcharakteristik bewickelt und beim Umverlegen des Kabels K um die stationären Spulstationen kreist, vorgesehen ist.
Die Erläuterung der Erfindung ist aber in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung bzw. der Anwendbarkeit der Erfindung zu verstehen.
Das symbolisch angedeutete Kabel K läuft, in der Darstellung gemäss 1 auf der linken Seite, von einer Extrusionsanlage kommend, in die Anlage ein und läuft zunächst über eine Abziehscheibe 1a. Um ein Verschlingen des Kabels K zu verhindern, wird das Kabel K dann über eine Abheberolle 1b geführt.
Um die Abziehscheibe 1a ist ein Flachriemen 2 geführt, durch welchen das Kabel K beim Durchlauf über die Abziehscheibe 1a gegen diese verspannt wird.
Der Doppelspuler weist eine (nicht näher dargestellte) Abschalteautomatik, d.h. eine Vorrichtung zum Schnellstopp, auf, welche bei Drahtriss oder Störung beim Umlegevorgang die Anlage schnellstmöglich stillsetzt wird.
Die Verspannung des Kabels K gegen die Abziehscheibe 1a mittels des Flachriemens 2 verhindert dabei, dass das Kabel K bei einem Schnellstop in der zuvor durchlaufenden Extrudieranlage reißt oder von den Rollen springt. Der Kabelstrang bleibt in der voranstehenden Anlage, d.h. hier in der Extrudieranlage, gespannt.
Die Rüstzeit zum Wiederanfahren der Anlage bzw. des Doppelspulers ist dadurch minimiert. Der Stillsetzschrott wird vor dem Doppelspuler abgelegt.
Anschließend, d.h. nach Durchlauf über die Abziehscheibe 1a und die Abheberolle 1b, läuft dann das Kabel K über einen Tänzer 3 mit einer erste Tänzerrolle 3a und eine zweiten Tänzerrolle 3b zur Verlegeeinrichtung 4.
Anstelle einzelner Tänzerrollen 3a und 3b im Tänzer 3 können auch Rollensätze 3a' und 3b' verwendet werden.
Die Verlegeeinrichtung 4 dient neben der Bewicklung der Spulen S1 und S2 gemäß der vorgebbaren Wickelcharakteristik auch zur Verlegung bzw. zur Umverlegung des Kabels K und zum Umlegen des Kabels K von der vollen auf die leere Wickelspule.
Der Abstand der Tänzerrollen 3a und 3b zueinander ist z. B. über eine Feder oder einen Pneumatikzylinder veränderlich, wie im Stand der Technik bekannt ist, so dass Inkontinuitäten der Kabelzuführung ausgeglichen werden. Des Weiteren dient der Tänzer 3 hier zur Regelung der Spulendrehzahl.
Wie in der 2 und insbesondere in den 11 und 12 sowie auch in den 1, 3 und 6 zu erkennen ist, ist die Verlegeeinrichtung 4, kurz auch Verlegung 4, bei diesem Doppelspuler – insbesondere für die Umverlegung des Kabels K von der ersten auf die zweite Spulstation bzw. von der ersten Spule S1 auf die zweite Spule S2 bzw. jeweils umgekehrt – verfahrbar am Gehäuse 45 des Doppelspulers angeordnet bzw. montiert.
Dazu ist ein spezielles Laufschienen-Laufwagen-System 40, wie es im allgemeinen aus dem Stand der Technik bekannt ist, in diesem Fall aus zu einer geschlossenen, kreisformähnlichen Umlaufbahn angeordneten Laufschienen 43 und einem in den Laufschienen 43 geführten, dadurch entsprechend verfahrbaren Laufwagen 42 vorgesehen. An dem Laufwagen 42 ist die Verlegung 4 montiert.
Die Laufschienen 43 bilden, wie aus der 2 und den 11 und 12 zu erkennen ist, eine im Wesentlichen ovale oder ellipsenförmige Bahn, in deren Inneren – in etwa an den Brennpunkten der Ellipse – die zwei Spulstationen stationär angeordnet sind.
Wie insbesondere die 1, 3 und 6 erkennen lassen, ist das Laufschienen-Laufwagen-System 40 oberhalb der Spulstationen am Gehäuse des Doppelspulers befestigt.
Der Antrieb 41 für den Laufwagen 42, der diesen und damit die Verlegung 4 – je nach Wickelrichtung gegen bzw. im Uhrzeigersinn 46 (vgl. 11 und 12) – in den Laufschienen 43 verfährt, ist, wie in der 2 zu erkennen ist, ebenfalls am Gehäuse 45, in diesem Fall an einem Rahmenteil, des Doppelspulers montiert.
Bei der Umverlegung des Kabels K kreist 46 somit die Verlegung 4 – je nach Wickelrichtung (11 und 12) – um die Spulstationen.
Wie weiterhin aus den 3 und 6 zu erkennen ist, weist das Laufschienen-Laufwagen-System 40 eine linear mitbewegte bzw. mitverfahrene Drehdurch- bzw. Dreheinführung 50 für die mit einem Kabelschlepp 52 versehene Strom- und Sensorversorgung 53 mit einer Hohlwelle 51 für den Kabeleinlauf 54 im Zentrum auf. Dazu ist der Doppelspuler oben im Fahrbereich der Dreheinführung 50 offen gestaltet.
Zur Führung des Wickelguts bzw. des Kabels K sind oberhalb des Laufschienen-Laufwagen-Systems 40 bewegliche Umlenkrollen 55 angebracht, welche sich der Richtung des Kabel K bzw. Kabelstrangs anpassen und damit eine jederzeit geradlinige und sichere Führung des Kabels K vom Tänzer 3 zur mobilen bzw. instationären Verlegung 4 gewährleisten.
Ansonsten weist die Verlegeeinrichtung 4, wie ebenfalls im Stand der Technik bekannt ist, Zulaufrollen 13 und eine Verlegerolle 14 auf.
Die Zulaufrollen 13 und die Verlegerolle 14 bewegen sich in Richtung des Doppelpfeils 15 nach oben und nach unten, wobei die Bewegung durch eine (in 1 nicht näher dargestellte Steuereinrichtung) gesteuert wird.
Dadurch ist ein vorgebbares Wickelbild bzw. eine vorgebbare Wickelcharakteristik auf den Wickelspulen S1 und S2 erzeugbar. In den 5b sind zwei verschiedene Wickelbilder einer durch den ausführungsgemäßen Doppelspuler bewickelten NPS-Spule dargestellt. Das Wickelbild der linken Spule entspricht einer üblichen Bewicklung, wohingegen das Wickelbild der rechten Spule eine durch einen zusätzlichen Schiebeschritt (mit X3 = X1/2, wobei Abweichungen (2 +/- Δx) einstellbar sind) erzeugte spezielle kegelförmige Abschrägung in einem Bereich am oberen Flansch aufweist.
Die Bewegung der Verlegerolle wird über einen (in 6 nur schematisch angedeuteten) motorangetriebenen Kugelgewindetrieb 16 bewirkt.
Die insgesamt mit 100 bezeichnete Wickelstation weist beim Ausführungsbeispiel, wie aus 2 erkennbar ist, zwei nebeneinander angeordnete und parallel mit den Wickelspulen S1 und S2 bestückbare, stationäre Spulstationen auf, nämlich eine erste stationäre Spulstation 101, die in der Darstellung gemäß 3 eine unbewickelte Wickelspule S1 trägt, sowie eine zweite stationäre Spulstation 102, welche in der Darstellung gemäß 3 eine bewickelte Wickelspule S2 trägt.
Jede Wickelspule S1, S2, beispielsweise im Stand der Technik bekannte NPS-Spulen, von denen verschiedene Ausführungen mit verschiednen Spulenhöhen/-größen, verschiedenen Flanschgrößen und verschiedenen Wickelbildern in 5a und b dargestellt sind, weist einen oberen Flansch 25 auf, der eine im wesentlichen ebene kreisförmige Platte darstellt und an welchem einstückig der eigentliche Wickelkern 26 angeordnet ist.
Der Wickelkern 26 kann zylindrisch gestaltet sein – aber auch, wie beim Ausführungsbeispiel, konisch gestaltet sein. Am unteren Teil des Wickelkerns ist ein zweiter vom Wickelkern 26 lösbarer Flansch 27 angeordnet, der ebenfalls eine im Wesentlichen ebene kreisförmige Platte darstellt.
Oberer Flansch 25, Wickelkern 26 und unterer Flansch 27 sind rotationssymmetrisch zu einer vertikalen Drehachse 20 gestaltet, die auch die Drehachse des Wickelkerns bei der Rotationsbewegung bzw. Wickelbewegung ist.
Weiterhin sind bei dem Doppelspuler 100 die beiden Spulstationen jeweils mit einer Aufnahmevorrichtung bestehend aus einem Oberteil bzw. oberen Aufnahmeteil/-vorrichtung mit einer Pinole 24, und einem Unterteil bzw. unterem Aufnahmeteil/-vorrichtung 23 für die Spule S1 bzw. S2 ausgestattet.
Die Pinole 24 jeder Aufnahmevorrichtung wird, wie insbesondere 9 erkennen lässt, höhenverstellbar in einer vertikalen Linearführung 17 geführt. Mittels eines Schneckengetriebemotors 28 mit Ritzel und Zahnstange kann die Pinole 24, wie dies auch in 3 anhand der dort dargestellten rechten Pinole verdeutlicht ist, in der Linearführung 17, im Stillstand selbsthemmend, höhenverstellt werden, wobei jede beliebige Höhe – zwischen einer oberen Endposition, einer Spulen-Freigabeposition, und einer unteren Endposition, einer Spulen-Aufnahmeposition, anfahrbar ist.
Die Linearführungen 17 sind dabei, wie die 3 und 9 deutlich erkennen lassen, an einer, im Querschnitt in etwa rechteckigen, Mittelsäule 80, welche zwischen den Spulstationen 101, 102 angeordnet ist, befestigt.
Jedes obere Aufnahmeteil des ausführungsgemäßen Doppelspulers weist darüber hinaus an ihrer der Wickelspule zugewandten Seite eine Vorrichtung 30 zum Aussondern von fehlerhaften Kabelstücken oder Schrott auf.
Diese Vorrichtung 30, welche in den 1, 3, 8 und 9 erkennbar ist, wobei in 8a und b insbesondere deren Funktionsweise verdeutlicht wird, umfasst eine sogenannte konische Schrottscheibe 31, beispielsweise aus Stahl, welche an ihrem unteren Ende einen konischen Fortsatz mit geringerem Durchmesser als die Schrottscheibe 31 selbst aufweist. Der Fortsatz wird beim Absenken des oberen Aufnahmeteils in die Spulen-Aufnahmeposition mit dem oberen Flansch 25 einer Wickelspule in Eingriff gebracht.
Die Schrottscheibe 31 ist weiter derart ausgebildet, dass beim Anheben des oberen Aufnahmeteils ihr Durchmesser verkleinert, beispielsweise um 1 mm, bzw. verjüngt wird, wodurch auf der Schrottscheibe 31 aufgewickelter Schrott bzw. aufgewickeltes Wickelgut nicht mitangehoben wird, sondern nach Trennung der Pinole 24 von der Wickelspule auf dem oberen Flansch 25 der Wickelspule liegen bleibt (vgl. 1, 3, 5b) und mit dieser ausgewechselt wird. Nach Trennung des oberen Flansches vom Wickelkern kann der Schrott bzw. die Schrottschlaufen im innen hohlen konischen Wickelkern abgelegt und/oder vom Gebinde abgeschnitten werden.
Weiterhin weist die Vorrichtung 30 einen oberhalb der Schrottscheibe 31 angeordneten Drehkranz 32 auf. An dessen Umfang sind in 180° Versetzung gegenüberliegend zwei Rollen R1 und R2 angeordnet.
Die beiden Rollen R1 und R2 sind jeweils an ihrem oberen Ende im Drehkranz 32 gelagert. Der Abstand der beiden Rollen R1 und R2 zueinander bzw. der Durchmesser des Drehkranzes ist derart bemessen, dass die unteren Enden der Rollen R1 und R2 den oberen Flansch 25 der Wickespule von außen nahezu berühren.
Die Höhe der Rolle R1 ist variabel und wird entsprechend der Position des Drehkranzes 32 mittels einer Kurvenscheibe 33 oder Pneumatik eingestellt. Der Einstellbereich reicht von einer Mindesthöhe auf der Strecke S1, wobei das freie Ende der Rolle R1 in den Wickelbereich hineinragt und einer Maximalhöhe auf der Strecke S2, wobei das freie Ende der Rolle R1 oberhalb der oberen Kante des oberen Flansches 25 liegt.
Die Höhe der Rolle R2 ist fest und derart bemessen, dass das untere, freie Ende der Rolle R2 mit der Unterkante des oberen Flansches in etwa abschließt.
Weiterhin weist die Vorrichtung 30 zum Aussondern von Schrott, wie in der 9 zu erkennen ist, einen auf der Oberseite der oberen Aufnahmevorrichtung montierten Motor 34 für den Drehkranz 32 auf, welcher über einen Antrieb 35 den Drehkranz 32 mit den Rollen R1 und R2 antreibt.
Bei Auftreten eines Fehlers im Kabel K, der als Schrott aus dem Gebinde entfernt werden muss, fährt, wie in den 8a und b verdeutlicht wird, die Verlegerolle 14 der Verlegung 4 von ihrer aktuellen Wickelposition Pos.1 im Schnellgang eine sogenannte Schrottposition Pos.2 in ungefährer Höhe des unteren Randes der Schrottscheibe 31 an. Gleichzeitig verlängert sich die Rolle R1 auf ihre maximale Länge.
Erreicht die Verlegerolle 14 die Schrottposition Pos.2, so beginnt der Drehkranz 32 zu drehen. Die Rolle R1 zieht eine (aufsteigende) Schlaufe R1.1, wobei gleichzeitig die Verlegerolle weiter eine Schrottverlegeposition Pos.3, welche oberhalb der Schrottposition Pos.2 liegt, angefahren hat.
Während der Drehbewegung zieht sich die Rolle R1 gemäß der Kurvenscheibe 33 auf der Strecke S2 zurück und gibt die Schlaufe R1.1 wieder frei.
Das Kabel K wird jetzt auf die Schrottscheibe 31 gemäß einer einstellbaren Charakteristik verlegt. Der Drehkranz 32 dreht je nach Schrottlänge weiter, wobei jetzt die Rolle R2 eine (absteigende) Schlaufe zieht.
Die Verlegung 4 fährt zeitgleich in die Wickelposition Pos.1, an der sie im Wickelbild unterbrochen worden ist, nach unten und wickelt von dort das vorgegeben Wickelbild weiter.
Über ein Programm werden die Drehzahlunterschiede für Wickeldurchmesser – Flanschdurchmesser – und Schrottscheibendurchmesser berücksichtigt.
Wie weiter die 1, 3, 8 und 9 zeigen, läuft die – konische – Wickelspule im Kerndurchmesser auf den Schrottscheibendurchmesser zu, wie auch das Wickelbild auf den Schrottscheibendurchmesser zuläuft.
Zusammenfassend lässt sich dieses Verfahren zur Aussonderung von Schrott auch wie folgt beschreiben. Bei Auftreten eines Fehlers im Wickelgut, welcher als Schrott aus dem Gebinde entfernt werden muss, fährt die Verlegung aus der Spule heraus, wobei ein Rollensystem R1 eine aufsteigende Kabelschlaufe über den Flansch der Wickelspule hebt. Die Verlegung wickelt den besagten Fehler auf die Schrottscheibe und kehrt über eine absteigende Kabelschlaufe und das Rollensystem R2 per Schnellgang zu der Position zurück, an der der Verlegevorgang unterbrochen wurde. Hier wickelt die Verlegung das vorgegeben Wickelbild weiter.
An dem unteren Teil jeder Aufnahmevorrichtung ist in direkter Art und Weise ein Spulenantrieb 8 angeordnet, auf dessen Ausgangswelle eine Flanschplatte 97 und eine Leitscheibe 98 befestigt sind. Die direkte Kopplung des Spulenantriebs 8 bzw. die direkte Übertragung ist besonders geräuscharm.
13 zeigt einen hierzu alternativen Antrieb einer Wickelspule. In diesem Fall ist ein um 90° gedrehter Spulenantrieb 8' mittels eines Winkelgetriebes an einer Spulenstation gekoppelt, wodurch niedrigere Bauhöhen realisierbar sind.
Jede Flanschplatte 97 weist, konzentrisch zur Drehachse eine konische Erhöhung 23 auf, die in eine entsprechende Öffnung des unteren Flansches 27 die Wickelspule zentriert. Weiterhin sind zur Aufnahme der Wickelspule O-Ringe in der Flanschplatte 97 vorgesehen. Die Übertragung der Rotationsbewegung erfolgt über Friktion.
Wie in der 2 zu erkennen ist, ist an jeder Spulstation weiterhin eine Greifeinrichtung 70, 71 mit jeweils einem Schwenkarm 75, 76 sowohl für „rechts-„ als auch „links- „drehende Wickelspulen vorgesehen. An den Schwenkarmen 75, 76 sind jeweils zwei Greifbürsten 74 angeordnet. Diese Greifbürsten 74 liegen im geschlossenen Zustand so am Wickelgut einer Wickelspule an, dass ein (Um-sich)-Schlagen des äußeren Seilendes des geschnittenen Kabels K verhindert wird.
Weiterhin weist jede Spulstation 101, 102, wie aus der 7b erkennbar ist, die Leitscheibe 98 mit einer Fangeinrichtung 95, welche in diesem Fall mit einem Doppelfangmesser 96 für beide Wickelrichtungen ausgestattet ist, auf.
Diese Fangeinrichtungen 95 wirken zur Trennung des Kabels K beim Umverlegen mit an der Mittelsäule 80 angeordneten Kappvorrichtungen 90 und Andrückrollen 94 zusammen.
Diese Kappvorrichtungen 90 sind an den den Wickelspulen zugewandten (Front-)Seiten 85a, 85b der Mittelsäule 80, wie die 7a und b sowie 10 deutlich erkennen lassen, schwenkbar angebracht und weisen dazu jeweils ein um 180° schwenkbares Trägerteil 91 auf. An dessen einem Ende ist eine Abheberolle 92 und an dessen anderen Ende ist ein Kappmesser 93 zum Abschneiden des Kabels K angeordnet. Beim Umschalten der Wickeldrehrichtung schwenkt die Kappvorrichtung um 180°.
An den Längsseiten 86a, 86b der Mittelsäule sind die Andrückrollen 94 angeordnet, welche beim Umverlegen das Kabel K in das jeweilige Fangmesser der entsprechenden Fangeinrichtung 95 drücken.
Die Fangeinrichtung 95 der Spulstation, welche mit der leeren Wickelspule bestückt ist, bzw. deren für die entsprechende Wickelrichtung vorgesehenes Fangmesser ergreift, wie in der Darstellung gemäss 7b ersichtlich, beim Umverlegen das Kabel K und bewegt es in diesem Fall entgegen dem Uhrzeigersinn um die leere Wickelspule herum. Dabei kommt das Kabel K in Anlage an den Kappstahl 93 der Kappvorrichtung 90, durch welchen es abgeschnitten wird. Das Kabel K wickelt sich nun um die leere Wickelspule.
Hervorzuheben ist, dass diese Kappvorrichtungen 90 das Umschneiden des Kabels K auf die Leerspule bei voller Produktionsgeschwindigkeit ermöglichen.
Weiterhin weist der Doppelspuler ein in den Doppelspuler integriertes Fördersystem 60 aus Rollenförderer 61, 62, 63 und Kettenförderer 72, 73 zur Erzielung schneller Wechselzeiten auf.
Über einen ersten Rollenförderer 61, welcher, wie aus der 2 erkennbar ist, längs den beiden Spulstationen 101, 102 angeordnet ist, werden zur Bestückung der beiden Spulstationen 101, 102 entsprechend den Pfeilen 103, 104 leere Wickelspulen S in den Doppelspuler 100 gefördert.
Jeweils im rechten Winkel dazu und im Abstand der beiden Spulstationen 101, 102 zueinander versetzt sind zwei, jeweils absenkbare bzw. anhebbare Kettenförderer 72 bzw. 73 angeordnet, welche die leeren Wickelspulen, d.h. die Leerspulen, in die beiden Spulstationen 101, 102 und gleichzeitig die dort bewickelten Spulen, d.h. die Vollspulen, aus den beiden Spulstationen 101, 102 transportieren.
Jeweils in Verlängerung der beiden Kettenförderer 72, 73 sind ein zweiter und dritter Rollenförderer 62, 63 angeordnet, welche die bewickelten Wickelspulen von den Kettenförderern 72, 73 übernehmen und entsprechend den Pfeilen 105, 106 die bewickelten Wickelspulen aus dem Doppelspuler 100 befördern.
Wie die 1 und 3 deutlich zeigen, sind die Kettenförderer 72 und 73 von einer ersten Position bzw. Höhe, einer Förder- bzw. Transportposition, in eine zweite Position bzw. Höhe, eine Spulposition, absenkbar.
Die Kettenförderer 72, 73 werden dann abgesenkt, sobald eine leere Wickelspule ihre Spulstation bzw. ihre Wickelposition erreicht hat. Durch das Absenken wird die leere Wickelspule vom Kettenförderer 72, 73 freigegeben, die leere Wickelspule wird auf die Flanschplatte 97 abgesenkt, die Spule wird zwischen Schrottscheibe 31 und Flanschplatte 97 gespannt und über Friktion angetrieben.
Zusätzlich oder alternativ kann hier auch eine formschlüssige Verbindung zwischen der Spule und der Flanschplatte 97, beispielsweise mittels eines (Mitnehmer-)Zapfens, vorgesehen sein.
Solange der Wickelvorgang einer Wickelspule andauert verweilt der Kettenförderer 72 bzw. 73 in seinem abgesenkten Zustand. Sobald aber der Wickelvorgang beendet ist, wird der Kettenförderer 72, 73 angehoben, wodurch die volle Wickelspule vom Kettenförderer 72, 73 wieder erfasst bzw. aufgenommen, die volle Wickelspule angehoben und damit vom Spulenantrieb abgehoben und anschließend aus der Spulstation abtransportiert wird.
Die Leitscheiben 98 der Spulstationen 101, 102 sind entsprechend geformt, so dass der jeweilige Kettenförderer 72, 73 die Wickelspule hochheben kann.
4 zeigt eine andere Ausführung des Doppelspulers 110 mit einer alternativen Aufstellung des integrierten Fördersystems 64. Bei dieser Ausführung fährt der Kettenförderer 72 bzw. 73 jeweils um 90° gedreht durch die Anlage
Der Doppelspuler wird durch eine (nicht dargestellte) Steuereinrichtung gesteuert. Diese Steuereinrichtung verfügt über einen Programmspeicher, in dem ein Programm abgespeichert ist, welches die Funktion steuert. Weiterhin ist ein Datenspeicher vorgesehen, um die zur Funktionssteuerung erforderlichen Daten abzuspeichern, sowie eine Vielzahl von Sensoren, die den Status der einzelnen Teile dieser Vorrichtung erfassen. Außerdem ist eine Vielzahl von elektrischen und elektropneumatischen Betätigungsorganen vorgesehen, deren Betätigung in Abhängigkeit von der Steuereinrichtung ausgegebenen Signalen erfolgt.
Die Funktion des Doppelspulers, insbesondere das Umverlegen, wird nun im Einzelnen, insbesondere mit Verweis auf die 11 und 12, welche das Umverlegen beim Wickeln im bzw. gegen den Uhrzeigersinn verdeutlichen, beschrieben:
Das Kabel K läuft über die Abzugsscheibe 1a, gegen welche sie mit dem Flachriemen 2 verspannt ist, die Abheberolle 1b und die Tänzerrollen 3a 3b in die Anlage, den Doppelspuler 100, ein. Durch die Tänzerrollen 3a, 3b ist sichergestellt, dass das Kabel K im Wesentlichen immer die gleiche Spannung aufweist.
Das Kabel K wird, wie aus 1 erkennbar ist, über die Rollen 55 nach oben über die Spulstationen 101, 102 umgelenkt und weiter über die Hohlwelle 51 der Drehdurchführung 50 der Verlegung 4 zugeführt.
Anschließend wird das Kabel K weiter über die Zulaufrollen 13 und die Verlegerolle 14 der aktuell zu bewickelnde Wickelspule S1 oder S2, wie in 2 angedeutet ist, zugeführt. Nach eingestellter Wickelrichtung wird die Wickelspule S1 oder S2 durch den Motor 8 in eine Richtung entgegen dem oder im Uhrzeigersinn gedreht.
Die Verlegeeinrichtung 4 bewirkt, dass das Kabel K gemäss einer vorbestimmten Wickelcharakteristik auf den Kern der Wickelspule S1 oder S2 aufgelegt wird. Bei einem konischen Wickelkern wird man dazu vorzugsweise das Verfahren benutzen, wie es in der EP 334 211 B2 beschrieben ist. Die Offenbarung dieser Druckschrift wird zum Zwecke der Offenbarung in die vorliegende Patentanmeldung mit einbezogen.
Statt dieser Verlegecharakteristik kann auch eine Verlegecharakteristik verwendet werden, bei welcher die Wicklung parallel zur Drehachse der Wickelspule aufgebracht wird, was sowohl bei einer konisch gestalteten Wickelspule als auch bei einer zylindrisch gestalteten Wickelspule möglich ist.
Während des Wickelvorgangs ist es möglich unter Verwendung der Schrottscheibe fehlerhaftes Wickelgut bzw. Schrott auszusondern.
Der Wickelvorgang wird mit der vorgegebenen Charakteristik solange fortgesetzt, bis ein vorbestimmter Füllungsgrad der zu bewickelnden Wickelspule S1 oder S2 erreicht ist.
Sobald dieser vorbestimmte Füllungsgrad erreicht ist, gibt die Steuereinrichtung ein Signal aus, durch welches die Umverlegung von der Vollspule auf die Leerspule, d.h. von der Spule S1 auf die Spule S2 oder umgekehrt, eingeleitet wird (vgl. 11 und 12).
Bei der Umverlegung fährt, wie die 11 und 12 verdeutlichen, die Verlegung 4 – je nach Wickelrichtung – im oder gegen den Uhrzeigersinn entlang der durch das Schienensystem vorgegeben elliptischen Bahn um die beiden Spulstationen 101, 102, wobei das Kabel K von der Vollspule auf die Leerspule umgelegt und dabei geschnitten wird.
In 11 ist in Aufsicht auf die Wickelstation 100 die Umverlegung für die Bewicklung der Spulen S1 und S2 im Uhrzeigersinn dargestellt. 12 zeigt dieses für das Wickeln gegen den Uhrzeigersinn.
Wie in der 11a (11, Wickeln im Uhrzeigersinn) erkennbar ist, bewickelt die Verlegung 4, welche sich in Pos.1 befindet, die Spule S1 bis der vorbestimmte Füllungsgrad erreicht ist und die Umverlegung eingeleitet wird.
Die Verlegung 4 verfährt nun von der Pos.1 in Pfeilrichtung zur Pos.3, wobei das Kabel K den durch die strichpunktierte Linie gekennzeichneten Verlauf einnimmt. Gleichzeitig beginnt sich die Spule S2 zu drehen.
Das Kabel K wird, wie im Prinzipiellen aus dem Stand der Technik bekannt ist, dann durch die Andrückrolle 94 nach unten gedrückt, durch das Fangmesser der Fangvorrichtung der Spule S2 gefangen und durch die Kappvorrichtung 90 geschnitten.
Anschließend wird die bewickelte Spule S1 stillgesetzt und gegen eine Leerspule ausgetauscht.
Die Verlegung 4 fährt, bei gleichzeitigem Verlegen des Kabels, wie sich aus der 11b ergibt, von der Pos.3 in Pfeilrichtung weiter zu der Pos.4 und verlegt das Kabel K auf die Spule S2.
Während die Spule S2 aus der Verlegeposition Pos.4 bewickelt wird, ist es, wie es in 11b verdeutlicht ist, möglich, mittels der Schrottscheibe bzw. des entsprechenden Mechanismus Schrott auszusondern.
Sobald auch bei der Spule S2 der vorbestimmte Füllungsgrad erreicht ist, erfolgt, wie sich aus 11c ergibt, – entsprechend der vorherigen – die nächste Umverlegung des Kabels von der Spule S2 auf die Spule S1.
Hierzu verfährt die Verlegung 4 von der Pos.4 in Pfeilrichtung zur Pos.6, wobei das Kabel K auch hier wiederum den durch die strichpunktierte Linie gekennzeichneten Verlauf einnimmt. Gleichzeitig beginnt sich in diesem Fall die Spule S1 zu drehen.
Das Kabel K wird dann auch hier wieder durch die Andrückrolle 94 nach unten gedrückt, durch das Fangmesser der Fangvorrichtung der Spule S1 gefangen und durch die Kappvorrichtung 90 geschnitten.
Anschließend wird in diesem Fall die bewickelte Spule S2 stillgesetzt und gegen eine Leerspule ausgetauscht.
Die Verlegung 4 fährt, wie sich aus der 11d ergibt, von der Pos.6 in Pfeilrichtung weiter zu der Pos.1 und verlegt das Kabel K auf die Spule S1.
Während die Spule S1 aus der Verlegeposition Pos.1 bewickelt wird, ist es auch hier wieder möglich, mittels der Schrottscheibe bzw. des entsprechenden Mechanismus Schrott auszusondern.
Wie in der 12a (12, Wickeln gegen den Uhrzeigersinn) erkennbar ist, bewickelt die Verlegung 4, welche sich in Pos.2 befindet, die Spule S2 bis der vorbestimmte Füllungsgrad erreicht ist und die Umverlegung eingeleitet wird.
Die Verlegung 4 verfährt nun von der Pos.2 in Pfeilrichtung zur Pos.6, wobei das Kabel K den durch die strichpunktierte Linie gekennzeichneten Verlauf einnimmt. Gleichzeitig beginnt sich die Spule S1 zu drehen.
Das Kabel K wird, wie im Prinzipiellen aus dem Stand der Technik bekannt ist, dann durch die Andrückrolle 94 nach unten gedrückt, durch das Fangmesser der Fangvorrichtung der Spule S1 gefangen und durch die Kappvorrichtung 90 geschnitten.
Anschließend wird die bewickelte Spule S2 stillgesetzt und gegen eine Leerspule ausgetauscht.
Die Verlegung 4 fährt, wie sich aus der 12b ergibt, von der Pos.6 in Pfeilrichtung weiter zu der Pos.5 und verlegt das Kabel K auf die Spule S1.
Während die Spule S1 aus der Verlegeposition Pos.5 bewickelt wird, ist es, wie es in 12b verdeutlicht ist, möglich, mittels der Schrottscheibe bzw. des entsprechenden Mechanismus Schrott auszusondern.
Sobald auch bei der Spule S1 der vorbestimmte Füllungsgrad erreicht ist, erfolgt, wie sich aus 12c ergibt, – entsprechend der vorherigen – die nächste Umverlegung des Kabels von der Spule S1 auf die Spule S2.
Hierzu verfährt die Verlegung 4 von der Pos.5 in Pfeilrichtung zur Pos.3, wobei das Kabel K auch hier wiederum den durch die strichpunktierte Linie gekennzeichneten Verlauf einnimmt. Gleichzeitig beginnt sich in diesem Fall die Spule S2 zu drehen.
Das Kabel K wird dann auch hier wieder durch die Andrückrolle 94 nach unten gedrückt, durch das Fangmesser der Fangvorrichtung der Spule S2 gefangen und durch die Kappvorrichtung 90 geschnitten.
Anschließend wird in diesem Fall die bewickelte Spule 51 stillgesetzt und gegen eine Leerspule ausgetauscht.
Die Verlegung 4 fährt, wie sich aus der 12d ergibt, von der Pos.3 in Pfeilrichtung weiter zu der Pos.2 und verlegt das Kabel K auf die Spule S2.
Während die Spule S2 aus der Verlegeposition Pos.2 bewickelt wird, ist es auch hier wieder möglich, mittels der Schrottscheibe bzw. des entsprechenden Mechanismus Schrott auszusondern.
Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung nach 14 ist ein Spuler 200 in horizontaler Bauweise, bei dem die Spulstation zum Bewickeln einer – horizontal – ausgerichteten Spule S1 horizontal angeordnet ist.
Auch hier ist, wie die 14 zeigt, die Vorrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut 30 vorgesehen. Diese entspricht auch im Fall der horizontalen Ausrichtung in Aufbau und Funktion der vorig beschriebenen Vorrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut 30 bei vertikaler Ausrichtung. Entsprechend sind die gleichen Bezugszeichen vergeben.
Das – in Fall der horizontalen Ausrichtung – rechte Aufnahmeteil des Spulers weist hier, wie die 14 zeigt, an ihrer der Wickelspule S1 zugewandten Seite die Vorrichtung 30 zum Aussondern von fehlerhaften Kabelstücken oder Schrott bzw. die Schrottscheibe 31 auf.
Auch hier lässt sich das Verfahren zur Aussonderung von Schrott wie dargestellt beschreiben. Bei Auftreten eines Fehlers im Wickelgut, welcher als Schrott aus dem Gebinde entfernt werden muss, fährt die Verlegung (14 zeigt hier die Rolle 14 in Pos.1 und Pos.3) aus der Spule heraus, wobei das Rollensystem R1 eine aufsteigende Kabelschlaufe über den Flansch der Wickelspule hebt. Die Verlegung wickelt den besagten Fehler auf die Schrottscheibe und kehrt über eine absteigende Kabelschlaufe und das Rollensystem R2 per Schnellgang zu der Position zurück, an der der Verlegevorgang unterbrochen wurde. Hier wickelt die Verlegung das vorgegeben Wickelbild weiter.
Wie 14 weiter zeigt, wird hier – vergleichbar 13 – die Wickelspule mittels eines um 90° (bezüglich der Spulenachse) gedrehten Spulenantriebs 8'' und eines Winkelgetriebes 9' angetrieben.

K: Kabel
S1, S2: Spulen
R1, R2: zwei Rollen, Rollensystem
1a: Abziehscheibe
1b: Abheberolle
2: Flachriemen
3: Tänzer
3a, 3a': erste Tänzerrolle, erstes Tänzerrollenpaket bzw. -satz
3b, 3b': zweite Tänzerrolle, zweites Tänzerrollenpaket/-satz
4: Verlegeeinrichtung
8: Spulenantrieb
8': alternativer Spulenantrieb
8'': Spulenantrieb bei einer horizontal ausgerichteten Spulstation
9: Winkelgetriebe
9': Winkelgetriebe bei einer horizontal ausgerichteten Spulstation
11: Leerspule
12: Vollspule
13: Zulauf rollen
14: Verlegerolle
15: Doppelpfeil
16: motorangetriebener Kugelgewindetrieb
17: Linearführung
20: vertikale Drehachse
23: unteres Aufnahmeteil
24: obere Aufnahmevorrichtung mit Pinole
25: einstückiger, oberer Flansch
26: Wickelkern
27: lösbarer Flansch
28: Schneckengetriebemotor mit Ritzel und Zahnstange
30: Vorrichtung zum Aussondern von fehlerhaften Kabelstücken oder Schrott
31: Schrottscheibe
32: Drehkranz
33: Kurvenscheibe
34: Motor
35: Antrieb
36: Schrott
40: Laufschienen-Laufwagen-System
41: Antrieb für Verlegung
42: Laufwagen
43: Laufschienen
45: Gehäuse
46: Laufrichtung gegen bzw. im Uhrzeigersinn
50: Drehdurch- bzw. Dreheinführung
51: Hohlwelle
52: Kabelschlepp
53: Strom- und Sensorversorgung
54: Kabeleinlauf
55: Umlenkrollen
60: Fördersystem
61: ersten Rollenförderer
62: zweiter Rollenförderer
63: dritter Rollenförderer
64: andere Ausführungsform des Fördersystems
70, 71: Greifeinrichtung
72, 73: Kettenförderer
75, 76: Schwenkarm
74: Greifbürsten
80: Mittelsäule
85a, 85b: (Front-)Seiten der Mittelsäule
86a, 86b: Längsseiten der Mittelsäule
90: Kappvorrichtungen
91: schwenkbares Trägerteil
92: Abheberolle
93: Kappmesser, Kappstahl
94: Andrückrollen
95: Fangeinrichtung
96: Doppelfangmesser
97: Flanschplatte
98: Leitscheibe
100: Doppelspuler mit vertikaler Ausrichtung
101: erste Spulstation
102: zweite Spulstation
103, 104, 105, 106: Förderrichtung, Pfeile
110: weitere Ausführungsform des Doppelspulers
200: Spuler mit horitontaler Ausrichtung

Claims

Vorrichtung zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut – mit einem, insbesondere scheibenförmigen, Wickelkörper, welcher mit Wickelgut, insbesondere fehlerhaftem Wickelgut bewickelbar ist, – mit Positionierungsmittel, mit welchen der, insbesondere scheibenförmige, Wickelkörper bezüglich einer mit Wickelgut zu bewickelnden Wickelspule positionierbar ist, – mit Wickelgutführungsmittel, mit welchen das Wickelgut, insbesondere das fehlerhafte Wickelgut und/oder insbesondere temporär während einem Bewickeln der Wickelspule, von einem Wickelbereich der Wickelspule in einen Wickelbereich des, insbesondere scheibenförmigen, Wickelkörper umverlegbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der der, insbesondere scheibenförmige, Wickelkörper eine konische oder eine zylindrische Form mit konischem Fortsatz aufweist.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der der, insbesondere scheibenförmige, Wickelkörper aus Stahl, Aluminium oder Kunststoff gefertigt ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der der, insbesondere scheibenförmige, Wickelkörper einen teilbaren (Wickel-)Kern und/oder Mittel aufweist, durch welche sich ein Durchmesser des Wickelkörpers einstellen, variieren und/oder ändern lässt.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der der Wickelkörper in Wickelspulenlängsrichtung bzw. koaxial zur Wickelspule angeordnet und/oder verfahrbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der der Wickelkörper zumindest temporär, insbesopndere während der Bewicklung der Wickelspule, in unmittelbarem oder mittelbarem Kontakt mit der Wickelspule steht.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der die Positionierungsmittel unmittelbar an dem Wickelkörper angeordnet und/oder in diesen integriert sind.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der die Positionierungsmittel Kopplungsmittel und/oder Eingriffsmittel für eine, insbesondere lösbare und/oder kraft- und/oder formschlüssige, Kopplung des Wickelkörpers mit der Wickelspule, insbesondere mit einem Flansch der Wickelspule, und/oder auch für eine Kopplung des Wickelkörpers mit einer Spulenaufnahmevorrichtung sind, insbesondere Zentrierungen und/oder (Mitnehmer-)Zapfen.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der die Positionierungsmittel derart eingerichtet sind, dass durch sie aktiv die Positionierung des Wickelkörpers bewirkbar ist, insbesondere Verstellmittel, durch die die räumliche Lage und/oder Ausrichtung des Wickelkörpers einstellbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der die Positionierungsmittel eine Höhenverstellung mittels eines linear verfahrbaren (Trag-)Armes sind.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der der Wickelkörper in eine Spulenaufnahmevorrichtung derart integriert ist, dass über eine Verstellung der Spulenaufnahmevorrichtung die Positionierung des Wickelkörpers bewirkt wird.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der der Wickelkörper derart ausgebildet ist, dass die Änderung des Durchmessers des Wickelkörpers abhängt von der Positionierung des Wickelkörpers.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der der Wickelkörper derart ausgebildet ist, dass sein Scheibendurchmesser verkleinerbar ist, wenn der Wickelkörper von der Wickelspule getrennt wird.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der die Wickelgutführungsmittel als Rollensystem mit mehreren, radial um den Wickelkörper versetzt zueinander angeordneten, insbesondere zylindrischen, Rollen bzw. Rollkörpern ausgebildet sind, insbesondere als zwei um 180° versetzt zueinander angeordnete Rollen.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der die Rollen am Umfang eines koaxial zu dem Wickelkörper angeordneten, insbesondere mittels eines Antriebsmotors antreibbaren, bezüglich der Wickelspule drehbaren Drehkranzes angeordnet sind.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der die Rollen höhenverstellbar sind, wobei diese Höhenverstellung insbesondere mittels einer Kurvenscheibe oder einer Pneumatik bewirkbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der das Rollensystem derart mit einer Verlegeeinrichtung zusammenwirkt, dass bei einer Bewegung der Verlegeeinrichtung längs der Spulenachse und einer Radialbewegung der Rollen um die Spulenachse auf- bzw. absteigende Schlaufen im Wickelgut gebildet werden.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der die Wickelgutschleife derart ausgebildet ist, das Wickelgut über den Flansch der Wickelspule hebbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei der die Verlegeeinrichtung derart eingerichtet ist, dass, wenn ein fehlerhaftes Wickelgut erkannt wird, eine Verlegerolle der Verlegeeinrichtung, insbesondere temporär, in eine Position (Schrottposition) verfahren wird, in welcher das, insbesondere fehlerhafte, Wickelgut auf die Schrottscheibe wickelbar ist.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – mit einem Mess- bzw. Überwachungssystem zur Überwachung des Wickelgutes und/oder zur Erkennung von Fehlern im Wickelgut.
Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – mit einer Funktion-/Steuereinheit, mit welcher die Bewicklung des Wickelkörpers unter Berücksichtigung von Wickeldurchmesser, Flanschdurchmesser und/oder Wickelgeschwindigkeit der Wickelspule und/oder vom Wickelkörperdurchmesser steuerbar ist.
Verfahren zum Ausscheiden von fehlerhaftem Wickelgut – bei dem ein zu wickelndes Wickelgut nach Fehlern überwacht wird, – bei dem, wenn ein Fehler in dem Wickelgut festgestellt wird, das zu wickelnde Wickelgut, insbesondere das fehlerhafte Wickelgut und/oder insbesondere temporär während dem Bewickeln der Wickelspule, aus einem Wickelbereich der Wickelspule umverlegt wird.
Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei dem das aus dem Wickelbereich der Wickelspule umverlegte Wickelgut temporär in den Wickelbereich eines anderen Wickelkörpers, insbesondere einer Schrottscheibe, verlegt wird, wobei insbesondere die Bewicklung nicht abgebrochen wird.
Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei dem das auf den anderen Wickelkörper temporär umverlegte und dort gewickelte, insbesondere fehlerhafte, Wickelgut nach der Bewicklung der Wickelspule von dem Wickelkörper gelöst und ausgeschnitten wird.
Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei dem nach Rückverlegung des Wickelgutes auf die Wickelspule das Wickelgut weiter bis zur vollständigen Bewicklung oder bis zur nächsten temporären Umverlegung bei einem weitern erkannten Wickelgutfehler auf die Wickelspule verlegt wird.
Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – bei dem bei einem Auftreten eines Fehlers im Wickelgut beim Bewickeln der Wickelspule eine Verlegerolle einer Verlegeeinheit aus einer ersten aktuellen Verlegeposition temporär in eine zur Verlegung des Wickelgutes auf den Wickelkörper ausgewählten Schrottscheibenposition verfahren wird, – bei dem die Verlegeeinheit das Wickelgut temporär, insbesondere für eine vorgebbare Wickeldauer und/oder Wickelstrecke, welche insbesondere abhängig von einer Wickelgeschwindigkeit vorgegeben werden können bzw. werden kann, auf den Wickelkörper verlegt, wobei zumindest der Fehler im Wickelgut auf die Schrottscheibe verlegt wird, – bei dem die Verlegeeinheit zur Weiterbewicklung der Wickelspule, insbesondere zur Weiterbewicklung einer vorbestimmten Verlegecharakteristik, wieder in eine zweite aktuellen Verlegeposition, welche abhängt von der ersten aktuellen Verlegeposition, verfahren wird.
Verfahren oder Vorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, – eingesetzt bei einer Wickelvorrichtung, insbesondere bei einem Vertikal- oder Horizontal-Spuler bzw. -Doppel- oder – Mehrfachspulerspuler.