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Dokumentenidentifikation DE19639963C1 16.04.1998
Titel Einrichtung zur Positionierung eines Windungslegerkopfes
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Polster, Herbert, Dipl.-Ing. (FH), 91080 Spardorf, DE
DE-Anmeldedatum 27.09.1996
DE-Aktenzeichen 19639963
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.04.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.04.1998
IPC-Hauptklasse B21B 41/12
IPC-Nebenklasse B21B 37/00   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Positionierung des Kopfes (9) eines nach dem Fertigblock (2) einer Drahtstraße angeordneten Windungslegers (4), wobei der Kopf (9) des Windungslegers (4) den aus dem Fertigblock (2) kommenden Draht (8) in Windungen ablegt. Die Einrichtung zur Positionierung des Kopfes (9) des Windungslegers (4) weist eine vor dem Fertigblock (2) angeordnete Detektionseinrichtung (1 oder 5) zur Detektion der Spitze des Drahtes (8) auf.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Positionierung des Kopfes eines Windungslegers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Drähte, werden beim Auslauf aus einer Fertigstraße in Windungen abgelegt. Dies erfolgt mittels eines Windungslegers, dessen Kopf mit einer vorgegebenen Drehzahl rotiert und den Draht ablegt. Beim Ablegen des Drahtes ist es wichtig, daß die Spitze des Drahtes an eine bestimmte Stelle auf der Kreisbahn, die der rotierende Windungslegerkopf beschreibt, abgelegt wird. Dabei ergibt sich als besondere Schwierigkeit, den Windungslegerkopf derart zu steuern und zu regeln, daß er genau die Startposition erreicht hat, wenn die Drahtspitze abgelegt wird. Es ist bekannt, den Windungslegerkopf dazu in aufwendiger Weise zu regeln. Dazu werden wie z. B. in der DD 268 636 A1 oder der DD 271 472 A1 offenbart, Detektionseinrichtungen zur Detektion der Spitze des Drahtes hinter der Fertigstraße angeordnet. Die Steuerung bzw. Regelung des Windungslegerkopfes erfolgt dann entsprechend in Abhängigkeit von Signalen der Detektionseinrichtung. Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Einrichtungen bei modernen und sehr schnellen Drahtstraßen zu der Notwendigkeit sehr aufwendiger Regelungen führen, wobei sich ferner gezeigt hat, daß es trotz derartiger aufwendiger Regelungen häufig zu unbefriedigenden Ergebnissen bei der Ablage von Drähten kommt, weil die Zeit von der Registrierung der Drahtspitze bis zum Einlauf in den Windungslegerkopf mitunter nicht ausreicht, um den Windungslegerkopf bis zum Eintreffen der Drahtspitze in eine gewünschte Startposition zu bringen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Einrichtung so weiterzubilden, daß für die zwischen der der Drahtspitze und deren Einlauf in den Windungslegerkopf zur Verfügung stehende Zeitspanne sicher ausreicht, um den Windungslegerkopf vor Eintreffen der Drahtspitze in die richtige Startposition zu bringen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung zur Positionierung des Kopfes eines nach dem Fertigblock einer Drahtstraße angeordneten Windungslegers gelöst, wobei der Kopf des Windungslegers den aus dem Fertigblock kommenden Draht in Windungen ablegt, wobei ferner die Einrichtung eine Detektionseinrichtung zur Detektion der Spitze des Drahtes aufweist und wobei schließlich die Detektionseinrichtung vor dem Fertigblock angeordnet ist. Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß es auch bei einer derartigen zeitgewinnenden Anordnung der Detektionseinrichtung möglich ist, die Spitze eines Drahtes hinreichend präzise zu positionieren und daß die bekanntermaßen am Fertigblock auftretenden und praktisch nicht vorherbestimmbaren Schwankungen in der Durchlaufzeit der einzelnen Drähte bzw. Drahtspitzen tatsächlich doch so gering sind, daß sie in der Praxis vernachlässigbar sind.

Soweit die Einrichtung eine vor dem Fertigblock angeordnete Schere zum Schneiden des Drahtes aufweist, ergibt sich eine besonders günstige Ausführungsform der Einrichtung dann, wenn die Schere gleichzeitig als Detektionseinrichtung zur Detektion der Spitze des Drahtes verwendet wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Einrichtung kann die Spitze des Drahtes zusätzlich noch mal nach dem Fertigblock detektiert werden. Dabei wird mittels der Detektion des Drahtes hinter dem Fertigblock die tatsächliche Position, an der die Spitze des Drahtes abgelegt wird, aus der Laufzeit der Spitze des Drahtes von der Detektion nach dem Fertigblock bis zum Durchlauf durch den Kopf des Windungslegers und der Position des Kopfes des Windungslegers zum Zeitpunkt der Detektion des Drahtes nach dem Fertigblock ermittelt. Auf diese Weise wird eine besonders kostengünstige Bestimmung der Position, an der die Spitze des Drahtes abgelegt wird, erreicht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Bearbeitungsstraße für Draht,

Fig. 2 ein Solldrehzahlprofil des Windungslegerkopfes in der Straße nach Fig. 1 und

Fig. 3 ein alternatives Solldrehzahlprofil des Windungslegerkopfes.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Bearbeitungsstraße für Draht. Der einlaufende Draht 8 durchläuft zunächst eine Schere 1, die ihn nach Durchlauf einer vorgegebenen Länge durchtrennt. Nach Durchlauf durch die Schere 1 passiert der Draht 8 eine als Detektionseinrichtung verwendete Fotozelle 5 und tritt in den Fertigblock 2 zur Bearbeitung ein. Nach Austritt aus dem Fertigblock 2 läuft der Draht 8 über einen Treiber 3 in einen Windungsleger 4, dessen Kopf 9 auf einer Kreisbahn 10 rotiert und den Draht 8 in Windungen ablegt. Zwischen Fertigblock 2 und Windungsleger 4 ist eine weitere Fotozelle als Detektionseinrichtung 6 angeordnet. Mittels der Fotozellen 5 und 6 wird das Passieren einer Drahtspitze detektiert. Die Fotozelle 5 kann weggelassen werden, und deren Signal durch das Schnittsignal der Schere 1 ersetzt werden. Die einzelnen Komponenten der Fertigungsstraße, d. h. die Schere 1, der Fertigblock 2, der Treiber 3, der Windungsleger 4, die Fotozellen 5 und 6 werden über ein Bussystem 11 mit einer Steuerung 7 verbunden. Das Bussystem 11 kann durch Punkt-zu-Punkt-Verbindungen ersetzt werden.

Wird vor dem Fertigblock 2 entweder durch die Fotozelle 5 oder in alternativer Weise bei Verzicht auf die Fotozelle 5 durch den Scherenschnitt in der Schere 1 die Spitze des Drahtes 8 detektiert, so wird der Windungslegerkopf 9 durch die Steuerung 7 derart beschleunigt oder verzögert, daß er sich an der Startposition befindet, wenn die Drahtspitze seinen Ausgang erreicht hat. Die Fotozelle 6 dient der Bestimmung der Position, an der die Spitze des Drahtes 8 tatsächlich abgelegt wird.

Fig. 2 zeigt ein Solldrehzahlprofil, wobei die Solldrehzahl n* über die Zeit t aufgetragen ist. Δtmax bezeichnet dabei das Zeitintervall, das die Drahtspitze von ihrer Detektion vor dem Fertigblock 2, z. B. durch Fotozelle 5 in Fig. 1, bis zum Erreichen des Windungslegerkopfes braucht. Wird die Drahtspitze vor dem Fertigblock 2 detektiert, so wird die Solldrehzahl stetig mit einer Steigung amax um einen Wert Δn*(t) erhöht. Die Dauer dieser Erhöhung richtet sich nach der aktuellen Position des Windungslegerkopfes 9. Würde der Windungslegerkopf 9 bei konstanter Drehzahl n*n nach Ablauf des Zeitintervalls Δtmax gegenüber der Startposition liegen, so wird die Drehzahl für eine Zeit Δtmax/2 mit der Steigung amax erhöht. Nach Verstreichen der Zeit Δtmax/2 wird die Solldrehzahl n* mit der Steigung ­amax abgesenkt, so daß die Solldrehzahl -n* für den Windungslegerkopf 9 nach Ablauf des Zeitintervalls Δtmax gleich der Soll-Nenndrehzahl n*n ist. Befindet sich der Windungslegerkopf 9 an anderen Positionen, so wird dieser Vorgang entsprechend für ein verkürztes Zeitintervall Δt1 oder Δt2 durchgeführt.

Fig. 3 zeigt ein alternatives Solldrehzahlprofil, wobei die Solldrehzahl n* über die Zeit t aufgetragen ist. Δtmax bezeichnet dabei das Zeitintervall, das die Drehspitze von ihrer Detektion vor dem Fertigblock, z. B. durch Fotozelle 5 in Fig. 1, bis zum Erreichen des Windungslegerskopfes 9 braucht. Wird die, Drahtspitze vor dem Fertigblock 2 detektiert, so wird die Solldrehzahl stetig mit einer Steigung amax um einen Wert Δn*(t) erhöht. Die Steigung dieser Erhöhung richtet sich nach der aktuellen Position des Windungslegerkopfes 9. Würde der Windungslegerkopf 9 bei konstanter Drehzahl n*n nach Ablauf des Zeitintervalls Δtmax gegenüber der Startposition liegen, so wird die Drehzahl für eine Zeit Δtmax/2 mit der Steigung amax erhöht. Nach Verstreichen der Zeit Δtmax/2 wird die Solldrehzahl n* mit der Steigung ­amax abgesenkt, so daß die -Solldrehzahl n* für den Windungslegerkopf 9 nach Ablauf des Zeitintervalls Δtmax gleich der soll-Nenndrehzahl n*n ist. Befindet sich der Windungslegerkopf 9 bei Detektion der Drahtspitze vor dem Fertigblock 2 auf einer anderen Position, so wird nicht das Zeitintervall verkürzt, wie in Fig. 2 gezeigt, sondern die Steigung der Solldrehzahl n* entsprechend auf Werte wie z. B. a1 oder a2 verringert. Durch diese Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Zeit Δtmax für die korrekte Positionierung des Windungslegerkopfes 9, werden aufgrund der geringeren Drehzahlsteigerung Antrieb und Getriebe des Windungslegers 4 geschont.

Anstelle eines Erhöhens der Solldrehzahl n* und eines entsprechenden anschließenden Absenkens um eine Drehzahldifferenz Δn*(t) kann die Solldrehzahl n* ebenso zunächst um eine Drehzahldifferenz ­Δn*(t) abgesenkt und anschließend entsprechend auf n*n erhöht werden. Würde der Windungslegerkopf 9 bei konstanter Drehzahl n*n den Draht gegenüber der Startposition um 0 bis 180° versetzt ablegen, so wird vorteilhafterweise die Drehzahl zunächst abgesenkt und anschließend entsprechend erhöht. Würde dagegen bei konstanter Drehzahl n*n der Draht 8 in bezug auf die Startposition um 0 bis -180° versetzt abgelegt werden, so wird die Drehzahl vorteilhaftweise zunächst erhöht und anschließend entsprechend abgesenkt.


Anspruch[de]
  1. 1. Einrichtung zur Positionierung des Kopfes (9) eines nach dem Fertigblock (2) einer Drahtstraße angeordneten Windungslegers (4), wobei der Kopf (9) des Windungslegers (4) den aus dem Fertigblock (2) kommenden Draht (8) in Windungen ablegt, mit einer Detektionseinrichtung zur Detektion der Spitze des Drahtes (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinrichtung vor dem Fertigblock (2) angeordnet ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einer vor dem Fertigblock (2) angeordneten Schere (1) zum Schneiden des Drahtes (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Schere (1) gleichzeitig als Detektionseinrichtung zur Detektion der Spitze des Drahtes (8) verwendet wird.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine weitere Detektionseinrichtung zur Detektion der Spitze des Drahtes (8) nach dem Fertigblock (2) aufweist.






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