Title:
Bandiereinheit und Verfahren zum Umwickeln eines strangförmigen Guts
Kind Code:
A1
Abstract:

Es ist eine Bandiereinheit (10) und ein Verfahren zum Wickeln eines Bandes (20) um ein strangförmiges Gut (7) offenbart. Ein Bandvorrat (13) ist drehfest auf einer Hohlwelle (12) anbringbar. Ein Bandierkopf (14) umgibt den Bandvorrat (13) und wird von einem ersten Antrieb (15) mit einer Solldrehzahl angetrieben. Vom Bandvorrat (13) wird das Band (20) ab- und um das strangförmige Gut (7) gewickelt. Ein zweiter Antrieb (16) übt ein Bremsmoment auf die Hohlwelle (12) aus, so dass eine vordefinierte Spannung des vom Bandvorrat (13) abgewickelten Bandes (20) eingestellt werden bzw. beibehalten werden kann. Ein Rotor (30) des zweiten Antriebs (16) ist auf der Hohlwelle (12) ausgebildet und ein Stator (31) des zweiten Antriebs (16) umgibt den Rotor (30).



Inventors:
Lukas, Werner (92727, Waldthurn, DE)
Application Number:
DE102016105072A
Publication Date:
09/21/2017
Filing Date:
03/18/2016
Assignee:
Lukas Anlagenbau GmbH, 92648 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE69814472T2N/A2004-05-13
DE3915491A1N/A1990-11-15
DE2540728A1N/A1977-03-17
DE2130271A1N/A1972-12-21
DE1510102A1N/A1970-02-19
Foreign References:
GB2171072A1986-08-20
Attorney, Agent or Firm:
Reichert & Lindner Partnerschaft Patentanwälte, 93047, Regensburg, DE
Claims:
1. Eine Bandiereinheit (10) mit einer Hohlwelle (12), auf der ein aufgewickelter Bandvorrat (13) drehfest anbringbar ist, einem Bandierkopf (14), der den Bandvorrat (13) umgibt, einem ersten Antrieb (15), der mit dem Bandierkopf (14) zusammenwirkt und diesen mit einer vorbestimmten Drehzahl um dem Bandvorrat (13) dreht, wobei das Band (20) vom Bandvorrat (13) abwickelbar ist, und einem zweiten Antrieb (16), der ein Bremsmoment auf die Hohlwelle (12) ausübt, so dass eine Spannung des vom Bandvorrat (13) abgewickelten Bandes (20) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotor (30) des zweiten Antriebs (16) auf der Hohlwelle (12) ausgebildet ist und ein Stator (31) des zweiten Antriebs (16) den Rotor (30) umgibt.

2. Bandiereinheit (10) nach Anspruch 1, wobei eine Drehmomentmesszelle (25) dem zweiten Antrieb (16) zugeordnet ist, um die Bremswirkung des zweiten Antriebs (16) zu überwachen.

3. Bandiereinheit (10) nach Anspruch 1, wobei ein optischer Sensor (26), mit dem ein Durchmesser des Bandvorrat (13) bestimmbar ist, dem Bandierkopf (14) zugeordnet ist.

4. Bandiereinheit (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Rechner (27) vorgesehen ist, der zumindest mit dem zweiten Antrieb (16) und zumindest mit dem optischen Sensor (26) verbunden ist.

5. Ein Verfahren zum Umwickeln eines strangförmigen Guts (7) mittels einer Bandiereinheit (10) umfasst die folgenden Schritte:
• dass ein Bandierkopf (14) von einem ersten Antrieb (15) um einen Bandvorrat (13) gedreht wird und dass dabei ein Band (20) von dem Bandvorrat (13) um ein kontinuierlich in Richtung einer Achse (8) linear bewegtes, strangförmiges Gut (7) gewickelt wird;
• dass ein Vorrat des Bandes (20) auf dem Bandvorrat (13) mittels eines optischen Sensors (26) erfasst wird;
• dass der optische Sensor (26) die erfassten Signale an einen Rechner (27) liefert, mittels denen ein Steuersignal ermittelt wird, das auf einen zweiten Antrieb (16), der auf der Hohlwelle (12) ausgebildet ist und diese umgibt, auf die Hohlwelle (12) ein Bremsmoment ausgeübt wird, so dass die Sollspannung des Bandes (20) zwischen dem Bandierkopf (14) und dem strangförmigen Gut (7) eingestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei Signale einer Drehmomentmesszelle (25), die dem zweiten Antrieb (16) zugeordnet ist, an den Rechner (27) geliefert werden, mittels denen das vom Rechner (27) errechnete und am zweiten Antrieb (16) eingestellte Bremsmoment verifiziert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei Signale eines Sensors (23), der dem Bandierkopf (14) zugeordnet ist, an den Rechner (27) geliefert werden, mittels denen die durch den ersten Antrieb (15) am Bandierkopf (14) erzeugte Umdrehungszahl verifiziert und falls notwendig nachgeregelt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das mit dem Band (20) zu umwickelnde, strangförmige Gut (7) ein Rund- oder Flachleiter ist.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Bandiereinheit. Im Besonderen umfasst die Bandiereinheit eine Hohlwelle, auf der ein aufgewickelter Bandvorrat drehfest anbringbar ist. Ein Bandierkopf umgibt den Bandvorrat und wird von einem ersten Antrieb angetrieben und in eine Drehung mit konstanter und vorbestimmter Drehzahl versetzt. Das Band wird dabei vom Bandvorrat abgewickelt. Ein zweiter Antrieb übt auf die Hohlwelle ein Bremsmoment aus, so dass eine Spannung des vom Bandvorrat abgewickelten Bandes einstellbar bzw. kontant haltbar ist.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Umwickeln eines strangförmigen Guts mittels einer Bandiereinheit.

Das deutsche Patent DE 15 101 02 betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Bandieren von strangförmigem Gut großer Länge, wie Seile, elektrische Kabel und Leitungen u. dgl., mit Bändern beliebigen Materials. Die Vorrichtung ist in Form eines Zentralbandwicklers ausgestaltet, der einen eine Anzahl von das Band tragenden Bandscheiben aufnehmenden Magazinhalter umfasst. Eine umlaufende Bandführung ist jeweils einem Ende des Bandes einer Bandscheibe in an sich bekannter Weise mit dem Anfang des Bandes der nächstfolgenden Bandscheibe verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bandiereinheit zu schaffen, mit der ein Band störungsfrei und ohne Fehler im fertig umwickelten strangförmigen Gut gewickelt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Bandiereinheit gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, dass mittels einer Bandiereinheit ein Band störungsfrei um ein strangförmiges Gut und ohne Fehler im fertig umwickelten strangförmigen Gut gewickelt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 5 umfasst.

Bei der erfindungsgemäßen Bandiereinheit ist ein Rotor des zweiten Antriebs auf der Hohlwelle ausgebildet. Ein Stator des zweiten Antriebs umgibt den Rotor. Der Vorteil, dass der zweite Antrieb direkt auf der Hohlwelle angeordnet ist und diese eine Bremswirkung ausübt, ist, dass eine von Verschleiß und/oder periodischen Fehlern bedingte Schwankung der Bremswirkung vermieden werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es von Vorteil, wenn eine Drehmomentmesszelle dem zweiten Antrieb zugeordnet ist. Somit ist es möglich, dass die Bremswirkung des zweiten Antriebs überwacht wird. Bei einer Abweichung von einem Sollwert der zuvor ermittelten Bremswirkung kann dann nachgeregelt werden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein optischer Sensor vorgesehen, der dem Bandvorrat zugeordnet ist. Der hier beschriebene optische Sensor soll nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass auch andere Sensoren verwendet werden können, die geeignet sind, den Durchmesser eines zum Bandvorrat aufgewickelten Bandes zu bestimmen. Mit dem bevorzugten optischen Sensor kann der Durchmesser des Bandvorrats bestimmt werden.

Ebenso ist ein Rechner vorgesehen, der zumindest mit dem zweiten Antrieb und zumindest mit dem optischen Sensor verbunden ist. Aus den Signalen des optischen Sensors wird mit dem Rechner ein Steuersignal ermittelt, so dass der zweite Antrieb auf die Hohlwelle die erforderliche Bremswirkung ausübt, damit das Band dem strangförmigen Gut mit der erforderlichen und vorbestimmten Bandspannung zugeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Umwickeln eines strangförmigen Guts mittels einer Bandiereinheit umfasst die folgenden Schritte:

  • • dass ein Bandierkopf von einem ersten Antrieb um einen Bandvorrat gedreht wird und dass dabei ein Band von dem Bandvorrat um ein kontinuierlich in Richtung einer Achse linear bewegtes, strangförmiges Gut gewickelt wird;
  • • dass ein Vorrat des Bandes auf dem Bandvorrat mittels eines optischen Sensors erfasst wird;
  • • dass der optische Sensor die erfassten Signale an einen Rechner liefert, mittels denen ein Steuersignal ermittelt wird, dass auf einen zweiten Antrieb, der auf der Hohlwelle ausgebildet ist und diese umgibt, auf die Hohlwelle ein Bremsmoment ausübt, so dass die Sollspannung des Bandes zwischen dem Bandierkopf und dem strangförmigen Gut eingestellt wird.

Mittel der beschriebenen Bandieranlage bzw. dem beschriebenen Bandierkopf können Polyester-Bänder, PTFE-Bänder, Kapton-Bänder, Metallbänder, Vliese und kaschierte Aluminiumbänder gehandhabt und um das strangförmige Gut gewickelt werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibungsteile.

Es zeigen im Einzelnen:

1 eine Bandieranlage, die die erfindungsgemäße Bandiereinheit umfasst;

2 eine Bandiereinheit gemäß dem Stand der Technik;

3 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Bandiereinheit;

4 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Bandiereinheit, wobei ein an einem Bandierkopf geführtes Band dargestellt ist;

5 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Bandiereinheit, wobei der erste Antrieb für den Bandierkopf und der zweite Antrieb für die Hohlwelle dargestellt sind; und

6 ein schematischer Ablaufplan für das erfindungsgemäße Verfahren.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Die dargestellten Ausführungsbeispiele stellen lediglich Ausführungsformen dar, wie eine Bandiereinheit aufgebaut ist. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass die hier dargestellten Ausführungsformen der Bandiereinheit lediglich eine Auswahl aus verschiedenen Möglichkeiten ist.

1 zeigt eine Bandieranlage 1, die die erfindungsgemäße Bandiereinheit 10 zum Umwickeln eines Drahtes (hier nicht dargestellt) umfasst. Die Bandiereinheit 10 ist in einem Gehäuse 11 untergebracht. Der Bandiereinheit 10 ist ein Ablauf 2 für den zu bandierenden Draht vorgeschaltet. Auf die Bandiereinheit 10 folgt ein Abzug 3 für den umwickelten Draht. Danach läuft der umwickelte Draht in einen Tänzer 4, bevor der umwickelte Draht in einen Wickler 5 einläuft, um dort auf entsprechende Rollen aufgewickelt zu werden. Der Bandieranlage 1 ist ferner ein Schaltschrank 6 zugeordnet, im dem die für die Steuerung und Regelung der Bandieranlage 1 erforderliche Elektronik realisiert ist. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass die Bandieranlage 1 auch mehr als eine Bandiereinheit 10 umfassen kann. Ebenso ist die Bandieranlage nicht alleine auf die in 1 beschriebene Vorrichtung beschränkt. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass die Bandieranlage 1, neben der Bandiereinheit 10, aus unterschiedlichen weiteren Einheiten aufgebaut sein kann. Die Art und Anzahl der unterschiedlichen Einheiten richtet sich nach dem Bedarf des Kunden und nach dem Typ des zu umwickelnden Drahtes. Die hier beispielhaft beschriebene Bandieranlage 1 soll nicht als Beschränkung aufgefasst werden.

2 ist eine Bandiereinheit 10 gemäß den Stand der Technik, wobei das Gehäuse 11 aus 1 weggelassen ist. Ein erster Antrieb 15 wirkt mit einem Bandierkopf 14, der eine Hohlwelle (hier nicht dargestellt) umgibt. Über ein Transmissionsmittel 17 wird die Drehbewegung des ersten Antriebs 15 auf den Bandierkopf 14 übertragen. Mit dem Bandierkopf 14 wird das Band 20 (hier nicht dargestellt) vom Bandvorrat 13 (hier nicht dargestellt) abgezogen, geführt und um ein strangförmiges Gut 7 großer Länge (hier nicht dargestellt), wie z.B. Seile, elektrische Kabel und Leitungen u. dgl., gewickelt. Das strangförmige Gut 7 wird in Richtung der Ache 8 durch die Hohlwelle 12 (hier nicht dargestellt) geführt bzw. gezogen, so dass das Band 20 um das strangförmige Gut 7 gewickelt werden kann. Mit einem zweiten Antrieb 16 wird, ebenfalls mittels eines Transmissionsmittels 17, eine Bremswirkung auf die Hohlwelle 12 ausgeübt, wodurch eine Bandspannung auf das vom Bandvorrat 13 mit der Drehbewegung des Bandierkopfs 14 abgewickelte Band eingestellt werden kann. Zur Umwicklung des strangförmigen Guts 7 ist dem Bandierkopf 14 eine Führung 19 nachgeordnet, die parallel zur Achse 8 ausgerichtet ist. Der erste Antrieb 15, der zweite Antrieb 16 und die Hohlwelle 12 sind mit Montagebauteilen 18 gehaltert bzw. gelagert.

Ein Nachteil der Bandiereinheit 14 des Standes der Technik ist, dass sich Fehler (Verbindungsstelle) des Transmissionsmittels 17 oder der Verschleiß des Transmissionsmittels 17 negativ auf die Qualität des mit dem Band umwickelnden strangförmigen Gutes 7 auswirken. Dieser Nachteil wirkt sich besonders bei elektrischen Leitern (rund oder flach) aus, die mit einem Dielektrikum umwickelt werden.

Eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Bandiereinheit 10 ist in 3 dargestellt. Wie bereits in der Beschreibung zu 2 erwähnt, wirkt das Transmissionsmittel 17 des ersten Antriebs 15 (siehe 2 bzw. 5) auf eine Antriebsscheibe 21, die drehfest mit dem Bandierkopf 14 verbunden ist. Das Transmissionsmittel 17, das die Bewegung des ersten Antriebs 15 auf die Antriebsscheibe 21 überträgt, kann z.B. als Zahnriemen ausgestaltet sein. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass die Antriebsmittel verschiedene Ausgestaltungen haben können. Der in der Beschreibung erwähnte Zahnriemen soll nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden.

Erfindungsgemäß ist der zweite Antrieb 16 direkt auf der Hohlwelle 12 vorgesehen. Ein Transmissionsmittel 17 wie bei der Bandiereinheit 10 des Standes der Technik ist hier nicht erforderlich. Der zweite Antrieb 16 besteht aus einem Stator 31 und einem Rotor 30. Der Rotor 30 ist dabei mit einer Vielzahl von Permanentmagneten auf der Hohlwelle 12 ausgebildet. Der Stator 31 mit einer Vielzahl von ansteuerbaren Wicklungen (nicht dargestellt) umgibt den Rotor 30. Die Hohlwelle 12 ist durch das Montagebauteil 18 geführt und mit mehreren Lagern 22 drehbar gelagert. Das zu umwickelnde strangförmige Gut 7 wird zentral entlang der Achse 8 durch die Hohlwelle 12 bis zur Bandiereinheit 10 geführt. Über die Führung 19 der Bandiereinheit 10 verlässt das strangförmige Gut 7 die Bandiereinheit 10.

Dem zweiten Antrieb 16 ist eine Drehmomentmesszelle 25 (hier nicht dargestellt) zugeordnet, mit der das durch den zweiten Antrieb 16 bewirkte Drehmoment der Bremswirkung bestimmt werden kann. Die Messung dient zur Kontrolle der aufgrund der erforderlichen Soll-Bandspannung einzustellenden Bremswirkung des zweiten Antriebs 16. Ebenso kann dem Bandierkopf ein Sensor 23 zugeordnet werden, mit dem die Drehzahl des Bandierkopfes 14 überwacht wird.

4 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Bandiereinheit 10, wobei ein am Bandierkopf 14 geführtes Band 20 dargestellt ist. Der Bandvorrat 13 sitzt auf der drehbaren Hohlwelle 12 und ist vom Bandierkopf 14 umgeben. Mit dem sich drehenden Bandierkopf 14 wird das Band 20 vom Bandvorrat 13 entnommen und über mehrere einstellbare Umlenkungen 24 zur der in der Achse 8 der Bandiereinheit 10 angeordneten Führung 19 gelenkt. Durch den sich mit einer vorbestimmten Solldrehzahl sich drehenden Bandierkopf 14 wird das Band 20 um das strangförmige Gut 7 gewickelt. Wie bereits in der Beschreibung zu 3 erwähnt, ist die Hohlwelle 12 durch das massive Montagebauteil 18 sicher gelagert.

5 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Bandiereinheit 10, wobei der erste Antrieb 15 für den Bandierkopf 14 und der zweite Antrieb 16 für die Hohlwelle 12 dargestellt sind. Die Drehbewegung des ersten Antriebs 15 wird durch das Transmissionsmittel 17 übertragen, so dass der Bandierkopf 14 mit der vorbestimmten Zahl der Umdrehungen gedreht wird. Zur Steuerung der Bandiereinheit 10 ist ein Rechner 27 oder eine entsprechend konfigurierte Schaltung vorgesehen. Der Rechner 27 ist bei dieser Ausführungsform mit der Drehmomentmesszelle 25 am zweiten Antrieb 16, mit dem Sensor 23, der die Umdrehungszahl des Bandierkopfs 14 bestimmt und einem optischen Sensor 26, der den Durchmesser des Bandvorrats 13 bestimmt, verbunden. Der Rechner 27 empfängt von der Drehmomentmesszelle 25, dem Sensor 23 und dem optischen Sensor 26 die entsprechenden Signale. Die Verbindung zwischen dem Rechner 27 und Drehmomentmesszelle 25, dem Sensor 23 sowie dem optischen Sensor 26 kann drahtlos oder verdrahtet sein. Die Anzahl der hier beschriebenen Messzellen und/oder Sensoren soll nicht als Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Es ist für ein Fachmann selbstverständlich, dass mehr oder auch weniger Sensoren verwendet werden können, um eine Bandiereinheit 10 in geeigneter Weise zu steuern und zu regeln.

Ferner liefert der Rechner 27 ein Steuersignal an den ersten Antrieb 15, damit dieser über das Transmissionsmittel 17 mit der eingestellten Solldrehzahl den Bandierkopf 14 antreibt. Ebenso ist der Rechner 27 mit dem zweiten Antrieb 16 verbunden, um auf die Hohlwelle 12 eine entsprechende Bremswirkung auszuüben, damit eine erforderliche Bandspannung in Abhängigkeit von der Menge des Bandes im Bandvorrat 13 bzw. vom Durchmesser des Bandvorrats 13 zwischen dem Bandvorrat 13 und der Führung 19 eingestellt wird. Für den fehlerfreien Wickelvorgang des Bandes 20 um das strangförmige Gute 7 ist es wichtig, dass die Bandspannung immer bei einem vorbestimmten Sollwert gehalten wird. Auch gilt es, periodische Schwankungen der Bandspannung zu vermeiden. Wie bereits erwähnt, sind der erste Antrieb 15 und die Hohlwelle 12 mit Montagebauteilen 18 sicher gehaltert bzw. gelagert.

6 zeigt schematisch den Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit dem ein Band 20 um ein strangförmiges Gut 7 gewickelt wird. Zunächst wird in einem ersten Schritt 61 der Bandierkopf 14 vom ersten Antrieb 15 gedreht. Der Bandierkopf 14 dreht sich um den Bandvorrat 13. Das Band 20 wird dabei vom Bandvorrat 13 abgenommen und kontinuierlich um ein in Richtung der Achse 8 linear bewegtes, strangförmiges Gut 7 gewickelt. In einem zweiten Schritt 62 wird ein Vorrat des Bandes 20 auf dem Bandvorrat 13 bzw. der Durchmesser des Bandvorrats 13 des mittels eines optischen Sensors 26 erfasst. In einem dritten Schritt 63 werden vom optischen Sensor 26 Signale bzw. Messsignale an den Rechner 27 geliefert. Der Rechner 27 ermittelt aus den Signalen ein Steuersignal, das auf den zweiten Antrieb 16 wirkt. Der zweite Antrieb 16 ist auf der Hohlwelle 12 ausgebildet und ist derart ausgestaltet, dass er aufgrund der Ansteuerung vom Rechner 27 auf die Hohlwelle 12 ein Bremsmoment ausübt. Durch das Bremsmoment wird erreicht, dass die erforderliche Sollspannung des Bandes 20 zwischen Bandierkopf 14 und dem strangförmigen Gut 7 eingestellt bzw, für die Dauer des Wickelvorgangs konstant gehalten wird.

Die Schritte 61 bis 63 werden für die Dauer des Wickelvorgangs kontinuierlich ausgeführt. Das Verfahren des Wickelns eines Bandes 20 auf das strangförmige Gut 7 ist abgeschlossen, wenn das im Bandvorrat 13 vorhandene Band 20 zur Neige geht. Um einen weiteren Wickelvorgang zu starten, muss ein neuer Bandvorrat 13 in den Bandierkopf 14 eingesetzt werden.

Die Erfindung wurde in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass Änderungen und Abwandlungen gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1
Bandieranlage
2
Ablauf
3
Abzug
4
Tänzer
5
Wickler
6
Schaltschrank
7
strangförmiges Gut
8
Achse
10
Bandiereinheit
11
Gehäuse
12
Hohlwelle
13
Bandvorrat
14
Bandierkopf
15
erster Antrieb
16
zweiter Antrieb
17
Transmissionsmittel
18
Montagebauteil
19
Führung
20
Band
21
Antriebsscheibe
22
Lager
23
Sensor
24
Umlenkung
25
Drehmomentmesszelle
26
optischer Sensor
27
Rechner
30
Rotor
31
Stator
61
erster Schritt
62
zweiter Schritt
63
dritter Schritt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 1510102 [0003]