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(11) | EP 0 068 415 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Verfahren zum Bewickeln von geschlossenen Kernen, insbesondere Ringkernen, für elektrische Spulen |
| (57) Ein vorzugsweise gestreckter, von einer Vorratsrolle abgetrennter Wickeldraht, wird
mittels einer am Wickeidrahtanfang befestigten, magnetisierbaren Nadel auf den Kern
aufgewickelt, wobei die Nadel unter der Wirkung eines Magnetfeldes längs einer geschlossenen,
teils durch die Kernöffnung laufenden und mit zunehmender Wickeldauer in ihrer Länge
abnehmenden Umlaufbahn geführt wird. |
[0001] Die vorliegende Erfindung-betrifft ein Verfahren zum Bewickeln von'geschlossenen Kernen, insbesondere Ferrit-Ringkernen, für elektrische Spulen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
[0002] Die DE-OS 28 20 674 beschreibt eine Ringkernspulen-Wickelvorrichtung mit einer Ringkern-Halterung, einem durch die Ringkernöffnung geführten ringförmigen Magazin, das zur Drahtführung und Magazinierung drehbar gelagerte Gleitrollen trägt, wobei der Ringkern und das Magazin um ihre vorzugsweise senkrecht zueinander ausgerichteten, rotationssymmetrischen Achsen drehbar sind, mit einer Drahtzuführung und mit einem drehfest angeordneten Element zum Fixieren des Drahtanfangs. Das Magazin dieser bekannten Wickelvorrichtung ist dabei in einem Bereich seiner Länge unterbrochen.
[0003] Bei diesem Magazin kann bereits bei seinem Füllen der Ringkern bewickelt werden. Nachdem das Magazin mit der nötigen Drahtmenge gefüllt ist, wird der Draht von der Vorratsrolle getrennt und das freie Drahtende beim weiteren Wickeln hinterhergezogen. Ein Öffnen des Magazins zum Beginn und am Ende des Wickelvorgangs entfällt. Es genügt ein einfaches Einschieben des Drahtes. Das getrennte Magazinieren erübrigt sich, wodurch sich die ansonsten erforderlichen Handgriffe erheblich verringern. Da bei dieser bekannten Vorrichtung bereits beim Magazinieren gewickelt wird, verringert sich die reine Wickelzeit, aber auch die Magazinierwindungszahl. Die verringerte Magazinierwindungszahl wiederum ermöglicht die Verarbeitung von Ringkernspulen mit relativ kleinen "Restlöchern", da Magazine mit kleinerem Querschnitt verwendet werden können.
[0004] Gleichwohl lassen sich mit Wickelvorrichtungen dieser Art nicht äußerst kleine Ringkerne, z.B. Ringkerne in der Größenordnung ≤ 16mm Ringkern-Außendurchmesser, bewickeln. Soweit hierfür Wickelvorrichtungen bekannt sind, sind diese je nach Drahtstärke und "Ringkern-Restloch" mit Ringmagazinen mit Gleitern oder Magazinringen ausgerüstet. Die Handhabung dieser Wickelvorrichtungen ist umständlich und erfordert mit abnehmendem Restloch erhebliches " Fingerspitzengefühl". In jedem Fall muß vor Wickelbeginn magaziniert werden, weshalb aus wirtschaftlichen Gründen oftmals bereits dort von Hand gewickelt wird, wo technisch noch ein Ringmagazin einsetzbar wäre.
[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das zumindest zur halbautomatischen Bewickelung von kleinen Ringkernspulen, z.B. in der Größenordnung 616mm Ringkern-Außendurchmesser geeignet ist. Darüberhinaus hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die möglichst störunanfällig und mit geringstem Aufwand arbeitet.
[0006] Das zur Lösung dieser Aufgabe dienende Verfahren nach der Erfindung sieht vor, daß ein vorzugsweise gestreckter Wickeldraht mittels einer am Wickeldrahtanfang befestig - ten, magnetisierbaren Nadel, z.B. Stahlnadel, auf den geschlossenen Kern aufgewickelt wird, wobei die Nadel unter der Wirkung eines Magnetfeldes längs einer geschlossenen, teils durch die Kernöffnung laufenden und mit zunehmender Wickeldauer in ihrer Länge abnehmenden Umlaufbahn geführt wird.
[0007] Der Wickeldrahtanfang wird zunächst mit der Nadel fest verbunden und anschließend unter Durchführung durch die Kernöffnung in einer der Wicklung entsprechenden Länge von einer Vorratsrolle abgezogen, von dieser getrennt und das Wickeldrahtende festgeklemmt, wonach die eigentliche Bewicklung erfolgt.
[0008] Vorteilhafterweise wird die Nadel unter der Wirkung eines einzelnen Magneten auf ihrer Umlaufbahn geführt, der längs einer. zu dieser Umlaufbahn parallelen Bahn befördert wird. Die Führung der Nadel kann aber auch unter der Wirkung einer zu ihrer Umlaufbahn gleichfalls pärallelen, jedoch geschlossenen Kette von Elektromagneten erfolgen, die zyklisch und unter Berücksichtigung der mit zunehmender Wickeldauer verkürzten Umlaufbahn zu = abgeschaltet werden.
[0009] Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:
eine plattenförmige Wickeldrahtauflage aus elektrisch und magnetisch isolierendem Material, die zur Aufnahme des zu bewickelnden Kerns eine Durchbrechung samt Kern-Drehvorrichtung äufweist,
eine im Abstand zur Durchbrechung angeordnete Vorratsrolle samt Abzugsvorrichtung,
eine zwischen Durchbrechung und Vorratsrolle geschaltete Drahtklemm- und Trennvorrichtung,
eine Nadel samt Einrichtung zur Befestigung des Wickeldrahtanfangs,
und einen einzelnen Magneten, der vorzugsweise auf der zur Wickeldrahtauflagefläche abgekehrten Seitenfläche der Wickeldrahtauflage parallel zur Umlaufbahn der Nadel angeordnet und in einer mit zunehmender Wickeldauer in ihrer Länge abnehmenden Umlaufbahn geführt ist, derart, daß die Nadel durch die Kernöffnung gleitet.
[0010] Der einzelne Magnet kann auch, wie dies bereits vorstehend erwähnt ist, durch eine geschlossene Kette von Elektromagneten ersetzt sein, die auf einer zur Umlaufbahn der Nadel parallelen Bahn angeordnet und in Bewegungsrichtung der Nadel fortlaufend zu = und abschaltbar sind.
[0011] Erforderlichenfalls kann auch die geschlossene Umlaufbahn der Nadel i.w. in zwei, jeweils in ihren Umkehrpunkten miteinander verbundene parallele Teil-Umlaufbahnen unterschiedlicher Bewegungsrichtung der Nadel aufgeteilt und eine Kette von Elektromagneten vorgesehen sein, die im Rythmus der hin= und herbewegten Nadel, und zwar quer zu den Teil-Umlaufbahnen, zwischen diesen hin= und hergeschoben wird.
[0012] Zur Vermeidung einer Schlaufenbildung des Drahtes empfiehlt sich zwischen der hin= und herlaufenden Nadel eine Trennbürste, deren Borstenenden, insbesondere dünnen Kunststoffborsten, unter leichtem Druck auf der Auflagefläche des Wickeldrahtes aufliegen.
[0013] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 in Draufsicht und schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Wickelvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 in Seitenansicht und in vergrößertem Maßstab einen Ringkern, insbesondere Ferritringkern,
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie 3-3 nach Figur 1 in vergrößertem Maßstab,
Fig. 4 eine seitliche Teilansicht der Vorrichtung nach Figur 1 in geschnittener Darstellung und in vergrößertem Maßstab.
[0014] Die Figur 1 zeigt eine rechteck= und plattenförmige Wickeldrahtauflage 1 aus elektrisch und magnetisch isolierendem Material, insbesondere Kunststoff. Die Wickeldrahtauflage 1 besitzt eine rechteckförmige Durchbrechung 3, die zur Aufnahme eines in Figur 2 dargestellten Ringkernes 2 dient. Dieser Ringkern wird im Betrieb durch.eine nur teilweise angedeutete Kern-Drehvorrichtung, bestehend aus 3 Rollen, wovon zwei, nämlich die Rollen 20, 21 dargestellt sind, in Pfeilrichtung A rotiert. Im Abstand zur Wickeldrahtauflage 1 ist eine mit Draht 13 bewickelte Vorratsrolle 4 angeordnet. Zusätzlich sind zwischen dieser Vorratsrolle und der Durchbrechung 3 eine in Doppelpfeilrichtung B schwenkbare Drahttrennvorrichtung 6 und eine in Doppelpfeilrichtung C verschiebbare Drahtklemmvorrichtung 5 geschaltet.
[0015] Auf der zur Drahtklemm- und Trennvorrichtung 5 bzw. 6 abgekehrten Seitenfläche der Wickeldrahtauflage 1 ist längs der strichliniert und durch Pfeile D angedeuteten Umlaufbahn eine geschlossene Kette von Elektromagneten M angeordnet, die durch eine übliche, in der Zeichnung nicht dargestellte elektrische Schaltung in gewünschter Weise fortlaufend zu = und abschaltbar sind. Mit 15 sind dabei Trafobleche und mit 14 eine Grundplatte aus Isolierstoff, insbesondere Kunststoff, angedeutet. Betrachtet in Längsrichtung der Wickeldrahtauflage 1 und zwar zwischen der durch die Pfeile D angedeuteten Umlaufbahn einer Nadel 7 ist eine Trennbürste 11 angeordnet, deren vorzugsweise dünnen Kunststoffborsten 16 unter leichtem Druck auf der Wickeldrahtauflagefläche 1 aufliegen.
[0016] Die Wirkungsweise der in Figur 1 bis 4 angezeigten Vorrichtung ist wie folgt:
Der zu bewickelnde Ferritkern 2 wird in herkömmlicher Weise zunächst in die Kern-Drehvorrichtung eingespannt; anschließend wird der Draht 13 von Hand oder mittels einer nicht dargestellten Einfädelvorrichtung in das Nadelöhr der Stahlnadel 7 eingeführt und verknotet. Die Stahlnadel-7 samt Draht 13 wird auf die Wickeldrahtauflage 1 aufgelegt und unter der Wirkung eines durch die Elektromagneten M erzeugten Magnetfeldes durch den Ringkern 2 gezogen. Nach Erreichen der für die Wicklung benötigten Drahtlänge wird der von der Vorratsrolle 4 abgezogene Draht 13 durch die Trennvorrichtung 6 getrennt und das abgetrennte Ende mittels der Drahtklemmvorrichtung 5 festgeklemmt.
[0017] Zum Transport der Stahlnadel 7 samt Draht werden- wie bereits erwähnt- die Elektromagnete M, betrachtet in Richtung der durch Pfeil D gekennzeichneten Umlaufbahn, zu= und abgeschaltet, wobei die Stahlnadel quasi von Elektromagnet zu Elektromagnet gezogen wird. Beim "Rücklauf" des Magnetfeldes auf der Gegenspur springt die Stahlnadel 7 auf die Seite der Gegenspur und wird zu dem zum Ferrit-Ringkern 2 benachbarten vorderen Umkehrpunkt mitgenommen. Dort springt die Stahlnadel auf den durch die Ringkernöffnung führenden Bahnabschnitt über.
[0018] Mit jeder Windung um den Ferrit-Ringkern 2 verringert sich dabei die verbleibende Drahtlänge.
[0019] Die Ansteuerung der Elektromagneten M erfolgt z.B. über "Ringzähler", Schrittschaltwerke u. dgl.. Zur Ausrichtung der Stahlnadel 7 in Richtung der Umlaufbahn empfiehlt es sich, benachbart zum jeweils stromdurchflossenen Elektromagneten M schwächere "Leitfelder" zu erzeugen, und zwar durch entsprechend geringeren Stromdurchfluß durch diese benachbarten Elektromagneten. Verkürzt man mit zunehmender Wickeldauer durch Steuereinrichtungen die Magnetbahn, so kann die Gesamtwickeldauer wesentlich verkürzt werden. Zur Erhöhung der auf die Stahlnadel 7 wirkenden Druckkraft können über der Auflagefläche 1 des Wickeldrahtes 13 zusätzliche, in der Zeichnung nicht dargestellte Magnete angeordnet sein.
Eine plattenförmige Wickeldrahtauflage (1) aus elektrisch und magnetisch isolierendem Material, die zur Aufnahme des zu bewickelnden Kerns (2) eine Durchbrechung (3) samt Kern-Drehvorrichtung (20, 21) aufweist,
eine im Abstand zur Durchbrechung angeordnete Vorratsrolle (4) samt Abzugsvorrichtung,
eine zwischen Durchbrechung und Vorratsrolle geschaltete Drahtklemm- und Trennvorrichtung (5 bzw. 6),
eine Nadel (7) samt Einrichtung zur Befestigung des Wickeldrahtanfangs, und einen einzelnen Magneten, der vorzugsweise auf der zur Wickeldrahtauflagefläche abgekehrten Seitenfläche der Wickeldrahtauflage parallel zur Umlaufbahn der Nadel angeordnet und in einer mit zunehmender Wickeldauer in ihrer Länge abnehmenden Umlaufbahn geführt ist, derart, daß die Nadel durch die Kernöffnung gleitet.