Abwicklung

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 der Vorratstrommel erzeugt.

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 zur 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 der 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 Wickel Vorganges 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.

Bekannt ist weiterhin aus dem Textilmaschinenbau nach der DE 199 05 860 AI 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

|Bestätigungskopie| 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.

Bekannt ist auch nach der EP 2 891 619 AI 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 Wickelgütern.

Nach der DE 195 24 289 C2 ist weiterhin eine Vorrichtung zum Bremsen von elektrisch leitfähigen Bändern 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 dieser Vorrichtung keine Maßnahmen zur Verhinderung des Auftretens von Resten an insbesondere hochwertigem Wickelgut nach Abschluss des jeweiligen Abwickelvorganges vorgesehen.

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 Vorratstrommeln in die technologische Weiterverarbeitung ermöglicht wird.

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 Vorratstrommel 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.

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 Vorratstrommel zu verbindende Ende des Wicklungsgutes mittels einer steuerbaren, an der Vorratstrommel befestigten Verbindungsbaugruppe mit der Vorratstrommel verbunden ist, der 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.

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

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 fallt 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.

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 Wicklungsgut

Vorratstrommel

Verbindungsmittel

Wicklermaschine

Bremseinrichtung

Verbindungsbaugruppe

Steuereinrichtung

Sensor