[0001] Die Erfindung betrifft einen Schwingkreis gemäss dem Anspruch 1.
[0002] Es ist bekannt, zum Verkauf in Verkaufsgeschäften vorgesehene Waren mit einem zur
Diebstahlsicherung dienenden Parallel-Schwingkreis zu versehen, der häufig als Etikette
ausgebildet ist und irgend einem Aufdruck aufweist. Bei den Ausgängen der Verkaufsräume
sind von den Kunden zu passierende Uberwachungseinrichtungen vorhanden, die Mittel
zum Erzeugen eines hochfrequenten Wechselfeldes mit abwechselnd zu- und abnehmender
Frequenz und zum Erfassen des Feldes aufweisen. Bei ordnungsgemässer Bezahlung der
Waren werden die Schwingkreise vom Kassenpersonal entweder entfernt oder zerstört.
Wenn hingegen ein Kunde mit einer Ware, die noch einen intakten Schwingkreis aufweist,
eine Uberwachungseinrichtung passiert, entzieht er dem elektromagnetischen Feld bei
Resonanz Energie und strahlt diese zum Teil wieder ab, was durch die Uberwachungseinrichtung
feststellbar ist.
[0003] Bekannte, für die Diebstahlsicherung dienende ParallelSchwingkreise weisen eine Luftspule
auf, deren Wicklung aus einem elektrischen, mit einem Gespinst isolierten Leiter besteht,
wobei benachbarte Windungen mit einem Bindemittel miteinander verbunden sind, so dass
die Wicklung selbsttragend ist. Die Resonanzkreise weisen ferner einen Kondensator
mit Keramik-Isolation auf, wobei die Anschlüsse des Kondensators mit Quetsch- oder
Lötverbindungen elektrisch leitend mit den Wicklungsenden verbunden sind. Bei der
Fabrikation dieser Schwingkreise müssen also Wicklungen gewickelt und deren Windungen
mittels eines Bindemittels miteinander verbunden werden. Ferner müssen verhältnismässig
teure Keramikkondensatoren hergestellt oder beschafft und mit den Wicklungsenden verbunden
werden. Schliesslich muss noch geprüft werden, ob die Resonanzfrequenz den vorgesehenen
Sollwert hat. Diese Schwingkreise sind daher auch bei der Herstellung in sehr grossen
Serien verhältnismässig teuer, was sich insbesondere dann ungünstig auswirkt, wenn
die Schwingkreise bei der Bezahlung der Waren weggeworfen oder zerstört werden.
[0004] Ferner sind Schwingkreise mit einer Kunststoff-Folie bekannt, bei denen die Spule
und der Kondensator durch auf die Kunststoff-Folie aufgebrachte Beschichtungen gebildet
sind. Diese Schwingkreise können zwar mit geringeren Kosten hergestellt werden als
die vorher beschriebenen, eine Wicklung aus einem mit einem Gespinst isolierten Leiter
und einen Keramik-Kondensator aufweisenden Schwingkreise, sind aber immer noch verhältnismässig
teuer. Ferner haben die durch eine beschichtete Folie gebildeten Schwingkreise nur
einen verhältnismässig geringen Gütefaktor, der beispielsweise im Bereich von 50 bis
70 liegt. Ein derart geringer Gütefaktor hat den Nachteil, dass die Schwingkreise
beim Passieren der Uberwachungseinrichtung nur eine sehr geringe Änderung des Hochfrequenzfeldes
verursachen. Dies wiederum hat zur Folge, dass die Uberwachungseinrichtung das Passieren
eines Schwingkreises in vielen Fällen nicht erfasst, so dass beispielsweise ungefähr
die Hälfte der Diebstähle kein Alarmsignal auslöst.
[0005] Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, einen Schwingkreis zu schaffen,
der sowohl kostengünstig herstellbar ist als auch einen für eine zuverlässige Diebstahlerfassung
ausreichend grossen Gütefaktor aufweist.
[0006] Diese Aufgabe wird durch einen Schwingkreis der einleitend genannten Art gelöst,
der gemäss der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches
1 gekennzeichnet ist. Vorteilhafte Weiterbildungen des Schwingkreises ergeben sich
aus den Ansprüchen 2 und 3.
[0007] Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Schwingkreises
gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 4. Das Verfahren ist nach der Erfindung durch
die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 4 gekennzeichnet. Zweckmässig
Ausgestaltungen des Verfahrens gehen aus den Ansprüchen 5 bis 8 hervor.
[0008] Die Erfindung betrifft des weitern eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Die Einrichtung ist gemäss der Erfindung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils
des Anspruches 9 gekennzeichnet. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Einrichtung ergibt
sich aus dem Anspruch 10.
[0009] Die Erfindung soll nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
eines Schwingkreises und einer zur Herstellung von Schwingkreisen dienenden Einrichtung
erläutert werden, wobei alle nachfolgend geoffenbarten Merkmale und Merkmalskombinationen,
insbesondere soweit sie neu sind, auch noch als erfindungswesentlich gelten können.
In der Zeichnung zeigt
die Figur 1 eine schematische Draufsicht auf einen Schwingkreis, wobei der Leiter
zur Verdeutlichung mit übertriebener Dicke dargestellt wurde,
die Figur 2 einen schematisierten Schnitt durch die miteinander verdrillten Abschnitte
des isolierten Leiters, in grösserem Massstab, und
die Figur 3 eine schematisierte, nicht massstäbliche, teilweise im Schnitt gezeichnete
Darstellung einer Einrichtung zur Herstellung von Schwingkreisen.
[0010] Der in der Figur 1 dargestellte, als Ganzes mit 1 bezeichnete, elektrische Parallel-Schwingkreis
weist eine Luftspule 3 und einen Kondensator 5 auf. Die Spule 3 ist spulenkörperlos
und besteht also aus einer selbstragenden, ungefähr kreisringförmigen Wicklung 7,
die aus einem Abschnitt lla eines isolierten elektrischen Leiters 11 gebildet ist.
Die Spule 3 ist als Flachspule ausgebildet, d.h. alle ihre Windungen verlaufen spiralartig
entlang einer zur Spulenachse rechtwinkligen Ebene. Der beim inneren Ende der Wicklung
7 mit dem Leiter-Abschnitt lla zusammenhängende Endabschnitt llb des isolierten Leiters
11 und der beim äusseren Ende der Wicklung 7 mit dem Leiter-Abschnitt lla zusammenhängende
Endabschnitt llc des Leiters 11 sind stark miteinander verdrillt und bilden den Kondensator
5.
[0011] Wie es aus der Figur 2 ersichtlich ist, weist der isolierte elektrische Leiter 11
eine elektrisch leitende, metallische Seele 13 auf, die vorzugsweise durch einen vollen,
im Querschnitt kreisrunden Draht aus Kupfer gebildet ist. Der isolierte Leiter 11
weist ferner eine die Seele 13 umhüllende Isolation 15 aus Kunststoff auf. Die Isolation
soll im Hochfrequenzbereich nur einen kleinen dielektrischen Verlustfaktor aufweisen.
Ferner soll vorzugsweise mindestens der äussere Teil der Isolation 15 aus einem verschweissbaren
Thermoplast, nämlich etwa einem verschweissbaren Polyolefin, bestehen. Der innere,
grösste Teil der Isolation 15 kann beispielsweise aus Polypropylen mit einem dielektrischen
Verlustfaktor von 0,0005 bestehen. Dieser innere Mantel kann aussen mit einer dünnen,
gut verschweissbaren Polyolefin-Copolymer-Schicht versehen sein. Die Isolation kann
jedoch auch vollständig aus verschweissbarem Polyäthylen bestehen.
[0012] Die Isolationsabschnitte von benachbarten, d.h. aufeinanderfolgenden Windungen der
Wicklung 7 sind bei ihren Berührungsstellen miteinander verbunden, nämlich verschweisst.
Dagegen sind die Isolationsabschnitte der miteinander verdrillten Leiter-Abschnitte
11b, llc vorzugsweise unverschweisst, so dass die beiden Leiter- abschnitte llb, llc
einander lediglich durch ihre Verdrillung und gegenseitige Umschlingung festhalten.
[0013] Die einander berührenden Abschnitte des Leiters 11 sind vollständig, d.h. insbesondere
auch bei den freien Enden der miteinander verdrillten Abschnitte llb, llc, gegeneinander
elektrische isoliert. Der Schwingkreis 1 bildet also einen offenen Parallel-Schwingkreis,
bei dem die Spule 3 und der Kondensator 5 einander elektrisch parallel geschaltet
und sonst mit nichts elektrisch verbunden sind. Der Schwingkreis besteht also ausschliesslich
aus einem einstückigen, zusammenhängenden, isolierten Leiter.
[0014] Die miteinander verdrillten Leiter-Abschnitte 11b, llc sind zweckmässigerweise in
der von der Wicklung begrenzten, kreisförmigen Öffnung der Spule angeordnet.
[0015] Die Schwingkreise sind vorgesehen, um Waren gegen Diebstahl zu sichern, die zum Verkauf
in Verkaufsgeschäften, insbesondere Detailhandelsgeschäften, Selbstbedienungsgeschäften,
Warenhäusern und dergleichen, bestimmt sind. Die Schwingkreise werden dazu als Anhängsel
an diesen Waren angebracht. Die Schwingkreise können für die Verwendung beispielsweise
in Beutel eingesetzt oder an flächenhaften Kunststoff-, Papier- oder Kartonstücken
befestigt, beispielsweise angeklebt werden. Diese Beutel oder flächenhafte Stücke
können beispielsweise mit einem Aufdruck versehen werden, der eine Warenbezeichnung
und/oder Preisangabe oder dergleichen enthält. Die Schwingkreise können aber auch
direkt an der Verpackung der Waren angeklebt oder sonstwie befestigt werden. Da sie
in einer noch zu erläuternden Weise mit geringen Kosten hergestellt werden können,
sind sie sehr gut für Anwendungen geeignet, bei der sie nur ein Mal verwendet und
bei ordnungsgemässer Zahlung der Waren vom Kassenpersonal entweder weggeworfen oder
zerstört werden.
[0016] Der Aussendurchmesser der Wicklung 7 kann beispielsweise 3 bis 10 cm betragen und
die Windungszahl kann etwa zwischen 4 und 15 liegen und beispielsweise 5 bis 9 betragen.
Die metallische Seele 13 des Leiter, d.h. der eigentliche Draht, hat einen vorzugsweise
etwa 0,2 bis 0,5 mm und beispielsweise 0,25 bis 0,35 mm betragenden Durchmesser d.
Die Dicke oder Mantelstärke s der Isolation 15 beträgt vorzugsweise höchstens 0,1
mm und beispielsweise etwa 0,02 bis 0,05 mm.
[0017] Die Resonanzfrequenz des Schwingkreises soll entsprechend der vorgesehenen Diebstahl-Uberwachungseinrichtung
im Hochfrequenzbereich liegen und kann etwa zwischen 5 MHz und 15 MHz liegen. Wenn
der Sender der Uberwachungseinrichtung beispielsweise Signale mit zwischen 8 und 8,5
MHz hin- und herschwankenden Frequenzen erzeugt, soll die Resonanzfrequenz der Schwingkreise
in diesem Bereich und vorzugsweise ungefähr in dessen Mitte liegen. Damit die Resonanzfrequenz
eines Schwingkreises bei der Anwendung durch Störkapazitäten nicht übermässig verändert
wird, sollte die Kapazität des Kondensators zweckmässigerweise mindestens 20 pf und
vorzugsweise mindestens 25 pf und beispielsweise ungefähr 30 pf bis 40 pf betragen.
Wenn die Seele 13 und insbesondere die Isolation 15 etwa die vorgängig angegebenen
Querschnittsabmessungen besitzen, so lassen sich Kapazitäten in diesen Grössen erreichen,
wenn die miteinander verdrillten Leiterabschnitte llb, llc im unverdrillten Zustand
eine etwa 5 bis 20 cm betragende Länge aufweisen und die Länge im verdrillten Zustand
dann höchstens noch 70 % und beispielsweise noch höchstens oder ungefähr 50 % der
ursprünglichen Länge beträgt. Jeder Leiter-Abschnitt 11b, llc bildet dann mindestens
etwa 10 und beispielsweise etwa 20 bis 50 Windungen. (In der Figur 1 wurde aus zeichnerischen
Gründen der Leiter mit übertriebener Dicke dargestellt und dementsprechend nur verhältnismässig
wenige Verdrillungs-Windungen gezeichnet.)
[0018] Der Gütefaktor des Schwingkreises beträgt mindestens 200 und beispielsweise 250 bis
350.
[0019] Die die Spule 3 bildende Wicklung 7 ist gegenüber Kräften, die entlang der von ihr
aufgespannten Ebene an ihr angreifen, verhältnismässig formfest. Wenn dagegen durch
ein an der Spule angreifendes Kräftepaar eine Drehmoment erzeugt wird, das durch einen
in der von der Spule aufgespannten Fläche liegenden, axialen Vektor darstellbar ist,
kann die ursprünglich von der Spule aufgespannte, ebene Fläche innerhalb gewisser
Grenzen relativ leicht zu einer gekrümmten Fläche deformiert werden. Dies ermöglicht,
dass die Schwingkreise bei der Verwendung für die Diebstahlsicherung auch an Waren
befestigt werden können, bei denen sie eine gewisse Biegbarkeit besitzen sollten,
und gewährleistet trotzdem eine ausreichende Konstanz der Resonanzfrequenz.
[0020] Die stark schematisiert und vereinfacht in der Figur 3 dargestellte, zur Herstellung
von Schwingkreisen dienende Einrichtung weist ein Gestell 21 auf, an dem eine Antriebsvorrichtung
23 mit einem Elektromotor und einer um eine Drehachse 25 drehbar gelagerten Welle
angeordnet ist. Ein Spulenwicklungsträger 27 weist einen drehfest und vorzugsweise
starr an der Welle befestigten Rotor 29 und einen Flansch 31 auf. Der letztere kann
von der in der Figur 3 gezeichneten, zum Wickeln einer Spule dienenden Wickel-Stellung,
in der er starr mit dem Rotor 29 verbunden ist, in eine zum Auswerfen einer Spule
dienende Auswurf-Stellung gebracht werden, in der er teilweise oder vollständig vom
Rotor 29 getrennt ist. Der Flansch 31 weist im inneren Teil seiner dem Rotor 29 zugewandten
Stirnseite einen Vorsprung 31a auf, der in eine Vertiefung des Rotors 29 hineinragt.
Ausserhalb des Vorsprungs 31a weisen der Rotor 29 und der Flansch 31 einander zugewandte,
radiale Ringflächen auf. Zwischen diesen ist ein radialer Ringspalt 33 vorhanden,
dessen axial gemessene Breite ungefähr gleich dem Aussendurchmesser der Isolation
15 des Leiters 11 ist. Es sei hierbei bemerkt, dass der Durchmesser des Leiters 11
und die Breite des Spaltes 33 in der Figur 3 zur Verdeutlichung mit übertriebener
Grösse dargestellt wurden. Der über den Vorsprung 31a herausragende Kragen des Flansches
31 ist bei einer Stelle seiner Umfangsfläche mit einem Einschnitt 31b versehen, der
sich in radialer Richtung ungefähr bis zum Vorsprung 31a erstreckt. Der Rotor 29 und
der Flansch 31 sind in den Zentren ihrer einander zugewandten Stirnflächen mit Halteteilen
35 bzw. 37 versehen, die den Flansch starr und insbesondere drehfest, aber lösbar
am Rotor halten. Die Halteteile 35, 37 können beispielsweise durch ferromagnetische
Körper gebildet sein, von denen mindestens der eine als Permanentmagnet ausgebildet
ist. Abgesehen von den Halteteilen 35, 37 bestehen der Rotor 29 und der Flansch 31
mindestens im wesentlichen aus elektrisch isolierendem, unmagnetischem Material, beispielsweise
Kunststoff.
[0021] An einem Teil 41 des Gestells 21 ist mindestens eine Führung 43 befestigt, die auf
der dem Rotor 29 abgewandten Seite des Flansches 31 einen Schieber 45 parallel zur
Drehachse 25 verschiebbar führt. Ferner ist mindestens eine am Teil 41 oder einem
anderen Teil des Gestells 21 und am Schieber 45 angreifende Feder 47 vorhanden, die
eine vom Rotor 29 weggerichtete Kraft auf den Schieber 45 ausübt und ihn gegen einen
am Gestell angeordneten, beispielsweise verstellbaren Anschlag 49 in die in der Figur
3 dargestellten Stellung zieht. Am Schieber 45 ist eine Halte-, Kontakt- und Schneidvorrichtung
vorhanden, die eine Auflage 51 und zwei aufeinander abgewandten Seiten von dieser
angeordnete Halte-, Kontakt- und Schneidorgane 53, 55 aufweist. Jedes Halte-, Kontakt-
und Schneidorgan 53, 55 weist eine am Schieber 45 befestigte Führungs- und Betätigungsvorrichtung
57 bzw. 65, einen bewegbar, nämlich ungefähr rechtwinklig zur Drehachse 25 in der
Vorrichtung 57 bzw. 65 verschiebbar geführten, bolzenartigen Teil 59 bzw. 67 und eine
Feder 61 bzw. 69 auf. Die beiden bolzenartigen Teile 59 bzw. 67 sind an ihren dem
Auflageteil 51 zugewandten Enden mit Schneiden versehen und die Federn 61, 69 greifen
derart an den Teilen 59 bzw. 67 an, dass sie diese gegen die Auflage 51 drücken können.
[0022] Die beiden Führungs- und Betätigungsvorrichtungen 57 und 65 weisen elektrisch und/oder
eventuell pneumatisch steuerbare Betätigungsmittel auf, so dass sie den zugehörigen
bolzenartigen Teil 59 bzw.. 67 entgegen der von der Feder 61 bzw. 69 ausgeübten Kraft
von der Auflage 51 weg in eine Stellung bewegen können, in der der zur Herstellung
der Schwingkreise dienende Leiter 11 zwischen der Auflage 51 und dem bolzenartigen
Teil 59 bzw. 67 eingeführt werden kann. Wenn dann die Führungs-und Betätigungsvorrichtungen
57, 65 die Teile 59, 67 freigeben, werden die letzteren durch die Federn 61 bzw. 69
gegen die Auflage 51 gedrückt. Die von den Federn erzeugte Kraft ist dabei derart
bemessen, dass die Teile 59, 67 den isolierten Leiter 11 festklemmen und dass ihre
Schneiden den ihnen zugewandten Teil der Leiter-Isolation 15 durchdringen und in Kontakt
mit der elektrisch leitenden Seele 13 des Leiters 11 gelangen. Die Betätigungsmittel
der beiden Führungs- und Betätigungsvorrichtungen 57, 65 sind ferner derart ausgebildet,
dass sie die Teile 59 bzw. 67 schlagartig mit einer zum vollständigen Durchschneiden
des isolierten Leiters 11 ausreichender Kraft gegen die Auflage 51 bewegen können.
[0023] Im Gestell 21 ist mit schematisch angedeuteten Lagern eine Vorratsspule 63 drehbar
gelagert, die einen Vorrat des isolierten elektrischen Leiters 11 enthält und die
eventuell mit einem steuerbaren Abwickel-Antrieb verbunden sein kann. Ferner sind
noch eine Anzahl zum Führen und Bewegen des Leiters 11 dienender Leiter-Führungsmittel
85 am Gestell 21 gehalten, die in der Figur 3 nur schematisch durch ein strichpunktiertes
Element angedeutet und mindestens zum Teil bewegbar sind, wobei sie durch elektrisch
oder pneumatisch betätigbare Betätigungsorgane betätigt und bewegt werden können.
Des weitern ist noch eine am Gestell 21 angeordnete, elektrisch oder pneumatisch betätigbare
Flansch-Verstellvorrichtung 91 vorhanden, von der nur schematisch ein Teil strichpunktiert
in der Figur 3 angedeutet ist. Zudem können noch Sensoren, Endschalter und dergleichen
vorhanden sein, um die Stellungen von bewegbaren Elementen der Einrichtung zu ermitteln.
[0024] Eine als Ganzes mit 71 bezeichnete Steuervorrichtung weist einen Programmsteuerteil
73 mit elektronischen und eventuell zusätzlich pneumatischen Steuermitteln, einen
elektronischen Frequenzmesser 75, einen elektronischen Frequenzkomparator 77, eine
vorzugsweise steuerbare, beispielsweise ein- sowie ausschaltbare und/oder regelbare,
Schweissstromquelle 79 und einen steuerbaren, beispielsweise durch ein elektromagnetisches
Relais gebildeten Umschalter 81 auf. Die genannten und weiter zur Steuervorrichtung
gehörenden Bauelemente können zentral im gleichen Gerät oder aber verteilt an verschiedenen
Stellen der zur Schwingkreisherstellung dienenden, in der Figur 3 dargestellten Einrichtung
angeordnet sein.
[0025] Der zum Halte-, Kontakt- und Schneidorgan 53 gehörende, bolzenartige Teil 59 besteht
mindestens an seinem schneidenseitigen Ende aus einem elektrisch leitenden Metall,
ist jedoch gegen das Gestell 21 und die elektrische Masse der Einrichtung isoliert
und durch eine elektrische Verbindung mit dem Umschalter 81 verbunden, durch den er
wahlweise mit dem Frequenzmesser 75 oder der Schweissstromquelle 79 verbunden werden
kann. Der zum Halte-, Kontakt- und Schneidorgan 55 gehörende, bolzenartige Teil 67
ist ebenfalls mindestens an seinem schneidenseitigen Ende elektrisch leitend ausgebildet
und durch elektrische Verbindungen mit der elektrischen Masse und den Massen-Anschlüssen
des Frequenzmessers 75 sowie der Schweissstromquelle 79 verbunden. Der Frequenzmesser
75 und die Schweissstromquelle 79 sind elektrisch mit dem Programmsteuerteil 73 verbunden
und durch diesen ein- und ausschaltbar. Der beispielsweise durch ein Relais gebildete,
steuerbare Umschalter 81 ist ebenfalls mit dem Programmsteuerteil 73 verbunden und
durch diesen steuerbar. Der Frequenzkomparator 77 weist einen mit dem Frequenzmesser
75 verbundenen Eingang und einen mit dem Programmsteuerteil 73 verbundenen Ausgang
auf. Der Programmsteuerteil 73 ist ferner noch mit der Antriebsvorrichtung 23, den
Führungs- und Betätigungsvorrichtungen 57 sowie 65, allenfalls vorhandenen, zur Überwachung
des Betriebszustandes dienenden Sensoren und Endschaltern, den Betätigungsorganen
der verstellbaren Leiter-Führungsmittel 85 sowie der Flansch-Verstellvorrichtung 91
verbunden.
[0026] Nun soll die automatische Herstellung von Schwingkreisen 1 mittels der in der Figur
3 dargestellten Einrichtung erläutert werden.
[0027] Zuerst steuert der Programmsteuerteil 73 die Leiter-Führungsmittel 85 derart, dass
diese den zur Bildung der Schwingkreise dienenden Leiter 11 in den stillstehenden,
sich in einer vorgegebenen Drehstellung befindenden Spulenwicklungsträger 27 einfädeln.
Dabei wird der Leiter in den Ringspalt 33 und den Einschnitt 31b eingelegt oder eingezogen.
Ferner werden die Leiter-Füh-Schneidorgan 53 derart gesteuert, dass das freie Ende
des Leiters 11 in die in der Figur 3 dargestellte Lage gebracht und vom bolzenartigen
Teil 59 an der Auflage 51 festgeklemmt wird. Dagegen wird der vom Spulenwicklungs-
träger 27 zur Vorratsspule 63 verlaufende Teil des Leiters 11 noch nicht in der in
der Figur 3 dargestellten Weise vom Teil 67 an der Auflage 51 festgeklemmt, sondern
durch die Leiter-Führungsmittel 85 dem Ringspalt 33 ungefähr radial zur Drehachse
25 zugeführt, so dass er gut in den Ringspalt 33 einlaufen kann.
[0028] Wenn der Leiter 11 in dieser Weise eingefädelt ist, schaltet der Programm-Steuerteil
73 die Antriebsvorrichtung 23 vorübergehend ein, so dass der Spulenwicklungsträger
27 um die Drehachse 25 gedreht und dabei im Ringspalt 33 aus dem Leiter 11 eine Wicklung
7 mit der vorgegebenen Anzahl Windungen gewickelt wird. Am Ende dieses Wickelvorganges
wird der Spulenwicklungsträger 27 in einer vorgegebenen Drehstellung zum Stillstand
gebracht. Danach steuert der Programmsteuerteil 73 die Leiter-Führungsmittel 85 und
das Halte-, Kontakt- und Schneidorgan 55 derart, dass die Leiter-Führungsmittel den
vom Spulenwicklungsträger 27 zur Vorratsspule 67 verlaufenden Teil des isolierten
Leiters 11 zwischen der Auflage 51 und dem Teil 67 hindurchführen und der letztere
den Leiter 11 in der in der Figur 3 dargestellten Weise an der Auflage 51 festklemmt.
Die Auflage 51 sowie die Teile 59 und 67 sind vorzugsweise derart angeordnet, dass
sie die Leiter-Abschnitte llb, llc bei Stellen halten, die möglichst nahe bei der
Drehachse 25 und mindestens ungefähr symmetrisch zu dieser angeordnet sind.
[0029] Die beiden bolzenartigen Teile 59 und 67 stellen in dieser Herstellungsphase auch
eine elektrische Verbindung mit der Seele 13 der Leiter-Abschnitte llb, llc her. Der
Programmsteuerteil 73 steuert nun den Umschalter 81 und nötigenfalls zusätzlich die
Schweissstromquelle 79 derart, dass der Leiter-Abschnitt llb vorübergehend elektrische
leitend mit der Schweissstromquelle 79 verbunden wird und diese während eines Zeitintervalls
über die beiden bolzenartigen Teile 59, 67 einen Strom durch die gebildete Wicklung
hindurchleitet. Die Grösse der auf diese Weise zugeführten Energie wird derart festgelegt,
dass die Isolation 15 der vom Spulenwicklungsträger 27 gehaltenen, aufeinanderfolgenden
Windungen des Leiters 11 verschweisst wird. Die zugeführte Energie kann dabei entweder
fest vorgegeben oder durch Regelmittel geregelt werden. Beispielsweise kann etwa während
eines ungefähr 1 Sekunde dauernden Zeitintervalls eine Leistung von ungefähr 100 Watt
zugeführt werden. Eventuell können der Spulenwicklungsträger 27 und die von ihm gehaltene
Wicklung 7 nach dem Verschweissen vorübergehend durch einen Luftstrom gekühlt werden.
[0030] Danach setzt der Programmsteuerteil 73 die Antriebsvorrichtung 23 wieder in Betrieb,
so dass der Spulenwicklungsträger 27 die von ihm gehaltene Spulen-Wicklung um die
mit deren Mittelachse zusammenfallende Drehachse 23 dreht. Durch diese Rotation des
Spulenwicklungsträgers-27 werden die von den beiden Enden der Wicklung 7 zu den bolzenartigen
Teilen 59 und 67 verlaufenden Abschnitte llb, llc des Leiters 11 miteinander verdrillt.
Beim Verdrillen der Leiter-Abschnitte llb, 11c werden diese verkürzt und der Schieber
45 wird entlang den Führungen 43 zum Spulenwicklungsträger 27 hin gezogen. Die von
der Feder bzw. den Federn 47 auf den Schieber 45 ausgeübte Gegenkraft hält dabei die
Leiter-Abschnitte llb, llc immer unter einer gewissen Spannung.
[0031] Die elektrisch leitenden Seelen 13 der Leiter-Abschnitte llb, llc des sich gerade
in der Herstellung befindenden Schwingkreises werden vor dem oder beim Beginn des
Verdrillungsvorganges oder mindestens während des letzten Teils von diesem über die
bolzenartigen Teile 59 bzw. 67 und den Umschalter 81 elektrisch leitend mit dem Schwingfrequenzmesser
75 verbunden. Dieser enthält einen Oszillator, dessen Schwingkreis durch den sich
gerade in Herstellung befindenden Schwingkreis gebildet ist. Der Programmsteuerteil
73 setzt diesen Oszillator mindestens während des letzten Teils des Verdrillungsvorganges
in Betrieb, so dass der Schwingkreis mit seiner Resonanzfrequenz schwingt. Da die
Kapazität des Kondensators des Schwingkreises mit fortschreitender Verdrillung grösser
wird, nimmt die Resonanzfrequenz während der Verdrillung ab. Die Resonanzfrequenz
wird kontinuierlich oder intermittierend gemessen und durch den Frequenzkomparator
77 mit einem einstellbaren, vorgegebenen Soll- oder Grenzwert verglichen. Der Programmsteuerteil
73 stoppt aufgrund dieses Frequenzvergleichs die Antriebsvorrichtung 23, wenn die
Resonanzfrequenz soweit abgenommen hat, dass sie ungefähr gleich dem vorgegebenen
Sollgrenzwert und/oder höchstens gleich dem vorgegebenen Grenzwert ist. Wenn zugelassen
wird, dass die Resonanzfrequenz auch ein wenig kleiner als der genannte Soll- bzw.
Grenzwert sein darf, kann der Programmsteuerteil 73 den Spulenwicklungsträger 27 nach
dem Absinken der Resonanzfrequenz auf den vorgegebenen Soll- bzw. Grenzwert noch weiterdrehen
lassen, bis der Spulenwicklungsträger mit der von ihm gehaltenen Wicklung 7 das nächste
Mal eine vorgegebene Drehstellung erreicht, so dass also der Spulenwicklungsträger
27 in einer vorgegebenen Drehstellung zum Stillstand gebracht wird. Die Anzahl der
einander umschliessenden Windungen der verdrillten Leiter-Abschnitte llb, llc und
damit auch die Kapazität des Kondensators 5 werden also aufgrund der während der Verdrillung
durchgeführten Resonanzfrequenzmessung sowie des Vergleichs der gemessenen Resonanzfrequenz
mit einem vorgegebenen Soll- oder Grenzwert festgelegt.
[0032] Da sich der Schwingkreis während des Verdrillungsvorganges nicht im leeren Raum befindet,
sondern vom Spulenwicklungsträger 27 gehalten wird, und weil sich auch noch andere
Teile der zur Schwingkreis-Herstellung dienenden Einrichtung in der Nähe des vom Spulenwicklungsträger
gehaltenen Schwingkreises befinden, hat dieser nicht die gleiche Resonanzfrequenz,
wie er sie im leeren Raum hätte. Im allgemeinen werden die Elemente der Einrichtung
die Kapazität und eventuell auch die Induktivität des Schwingkreises etwas vergrössern.
Der genannte Grenzwert wird dementsprechend kleiner festgelegt als die Resonanzfrequenz,
die der Schwingkreis nach der Fertigstellung bei seiner Verwendung haben soll. Die
Grösse des einzustellenden Grenzwertes kann durch einige Versuche ermittelt werden.
Es sei hiebei noch darauf hingewiesen, dass der Leitervorrat auf der während der Frequenzmessung
noch mit dem Schwingkreis zusammenhängenden Vorratsspule 63 ja im Verlauf des Fabrikationsvorganges
abnimmt. Diese Abnahme des Leitervorrates bleibt jedoch praktisch ohne Einfluss auf
die Frequenzmessung, weil ja das mit der Vorratsspule zusammenhängende Ende des Schwinkreises
mit der elektrischen Masse verbunden ist.
[0033] Bei oder nach der Beendigung des Verdrillungsvorgangs wird der Leiter 11 zwischen
der Vorratsspule 63 und dem bolzenartigen Teil 67 in der Nähe des letzteren mit einem
Greifer der Leiter-Führungsmittel 85 gefasst und durch die beiden bolzenartigen Teile
59 und 67 durchgeschnitten. Ferner fasst nun die beispielsweise greiferartige Flansch-Verstellvorrichtung
91 den Flansch 31 und bewegt diesen mindestens teilweise vom Rotor 29 weg, wodurch
die hergestellte Spule aus dem Spulenwicklungsträger 27 ausgeworfen wird. Danach wird
der Flansch 31 wieder mit dem Rotor 29 verbunden. Daraufhin beginnt der Herstellungszyklus
von neuem und es wird wieder ein weiterer Schwingkreis hergestellt.
[0034] Auf diese Weise können rasch und kostengünstig Schwingkreise 1 hergestellt werden,
die einen verhältnismässig hohen Gütefaktor aufweisen. Da die Resonanzfrequenz bei
der Steuerung des Verdrillungsvorganges gemessen wird, haben die Schwingkreise nach
der Fertigstellung auch eine in einem verhältnismässig engen Toleranzbereich liegende
Resonanzfrequenz, so dass sich eine besondere Fabrikationskontrolle und Messung der
Resonanzfrequenz nach der Fertigung erübrigt. Es kann beispielsweise ohne weiteres
erreicht werden, dass die Resonanzfrequenz in einem höchstens
± 1 % von einem vorgegebenen Sollwert abweichenden Bereich liegt.
[0035] Die Schwingkreise, ihre Herstellung und die zur Herstellung dienende Einrichtung
können in verschiedener Weise modifiziert werden. Beispielsweise könnten die Spulen
statt ungefähr kreisringförmig ohne weiteres in der Form eines polygonalen Ringes
hergestellt werden. Des weitern könnten die den Kondensator bildenden, verdrillten
Leiter-Abschnitte statt in der öffnung der Spule auch auf der Aussenseite von dieser
angeordnet werden.
[0036] Bei der Herstellung der Schwingkreise könnte man beispielsweise die Spule eines gerade
hergestellten Schwingkreises jeweils aus dem Spulenwicklungsträger 27 auswerfen, bevor
der Leiter mit dem bolzenartigen Teil 59 und 67 durchgeschnitten wird, was dann ermöglichen
würde, die Resonanzfrequenz des Schwingkreises nach dem Auswurf aus dem Spulenwicklungsträger
27 nochmals zu messen.
[0037] Die Einrichtung für die Herstellung der Schwingkreise könnte dahingehend modifiziert
werden, dass sie mit einem Gestell, einem um eine Drehachse drehbar in diesem gehaltenen
Werkstückträger und einer Antriebsvorrichtung zum Drehen des Werkstückträgers versehen
wird, wobei der Werkstückträger durch einen um eine vertikale Drehachse drehbaren,
beispielsweise im allgemeinen runden Drehtisch gebildet sein kann. Am Drehtisch können
mehrere, beispielsweise sechs, gleichmässig entlang dem Tischumfang verteilte Haltevorrichtungen
zum Halten und drehbaren Lagern je eines Spulenwicklungsträgers angeordnet sein, wobei
die Drehachsen der Spulenwicklungsträger beispielsweise rechtwinklig und radial zur
Drehachse des Drehtischs verlaufen. Am Gestell sind verschiedene Vorrichtungen um
den Drehtisch herum verteilt angeordnet, die verschiedene Arbeitsstationen bilden.
Beim Betrieb der Einrichtung wird der Drehtisch schrittweise oder kontinuierlich gedreht,
so dass die Haltevorrichtungen mit den Spulenwicklungsträgern sukzessive an den verschiedenen
Arbeitsstationen vorbeibewegt werden.
[0038] Die zur ersten Arbeitsstation gehörende Vorrichtung weist eine Antriebsvorrichtung
und einen mit dieser bewegbaren Wickelarm auf, der den von einer Vorratsspule stammenden,
elektrisch isolierten Leiter in den Spulenwicklungsträger einfädelt und danach eine
vorgegebene Anzahl Windungen des Leiters auf den Spulenwicklungsträger wickelt, wobei
dieser beim Wickeln um seine Drehachse unverdrehbar festgehalten und das freie Ende
des Wickelarms um den Spulenwicklungsträger herum gedreht wird. Beim Weiterdrehen
des Drehtischs wird der Leiter zwischen der Vorratsspule und der auf den Spulenwicklungsträger
gewickelten Wicklung mit einem Halteorgan mit zwei Greifern gefasst und mit einem
Schneidorgan zwischen den beiden Greifern entzweigeschnitten. Für den nächsten Arbeitsgang
werden die beiden Enden des auf den Spulenwicklungsträger aufgewickelten Leiter-Abschnitts
mit einer Haltevorrichtung gefasst und gehalten, die zwei messerartige Halte-, Kontakt-
und Schneidorgane aufweist, die zuerst nur die Isolation des Leiters durchneiden und
eine leitende Verbindung mit diesem erstellen. Nun wird dem auf den Spulenwicklungsträger
gewickelten Leiter-Abschnitt ein Strom zugeführt, um die Isolation der Wicklung zu
verschweissen. Ferner wird eine am Gestell gehaltene Antriebsvorrichtung mit dem Spulenwicklungsträger
verkuppelt und dieser um seine Drehachse gedreht, wodurch die vom Spulenwicklungsträger
wegragenden Leiter-Endabschnitte miteinander verdrillt werden. Dabei wird die Resonanzfrequenz
des entstehenden Schwingkreises gemessen. Wenn die Resonanzfrequenz den vorgesehenen
Wert erreicht hat, wird der Verdrillungsvorgang beendet und die Enden des Leiters
werden mit den Halte-, Kontakt- und Schneidorganen abgeschnitten. Wenn der Spulenwicklungsträger
mit dem nun fast fertiggestellten Schwingkreis zur letzten Arbeitsstation gelangt,
wird ein Teil des Spulenwicklungsträgers mitsamt der Spule vorübergehend vom restlichen,
am Drehtisch gehaltenen Teil des Spulenwicklungsträgers getrennt und wegbewegt. Danach
werden die miteinander verdrillten, den Kondensator des Schwingkreises bildenden Endabschnitte
des Leiters mit einer mechanischen Vorrichtung in den freien Innenraum der Wicklung
der Spule eingerollt, so dass sie dort einen beispielsweise ungefähr kreisförmigen
Bogen bilden. Anschliessend werden der hergestellte Schwingkreis mit einem mechanischen
Auswerfer auf eine Rutsche oder dergleichen ausgeworfen und der vom Drehtisch getrennte
Teil des Spulenwicklungsträgers wieder mit dem restlichen Teil des Spulenwicklungsträgers
verbunden. Danach bewegt der Drehtisch den Spulenwicklungsträger wieder zur ersten
Arbeitsstation, wo der Spulenwicklungsträger wieder zur Herstellung eines neuen Schwingkreises
verwendet wird.
[0039] Mit dieser Einrichtung können also gleichzeitig verschiedene Werkstücke, d.h. in
der Herstellung unterschiedlich weit fortgeschrittene Schwingkreise bearbeitet werden.
Dies ermöglicht eine vollautomatische Schwingkreis-Herstellung mit grosser Produktionsrate.
[0040] Es wäre aber auch möglich, einen Teil der bei den beschriebenen Einrichtungen automatisch
durch diese durchgeführten Arbeitsschritte, beispielsweise das Einfädeln des isolierten
Leiters, manuell auszuführen.
[0041] Die Halte-, Kontakt- und Schneidorgane 53, 55 könnten dahingehend geändert werden,
dass man die bolzenartigen Teile 59 und 67 durch Hebel ersetzt, die ungefähr parallel
zur Drehachse 25 verlaufen, um zu dieser rechtwinklige Schwenkachsen schwenkbar sind,
am einen Ende der Auflage 51 zugewandte Schneiden aufweisen und am anderen Ende durch
funktionsmässig den Federn 61, 69 entsprechenden Federn mit einer Kraft beaufschlagt
werden.
[0042] Des weitern könnte man die verschiedenen, von jedem der Teile 59 und 67 ausgeübten
Funktionen ganz oder teilweise verschiedenen Elementen zuordnen. Beispielsweise könnten
man die Teile 59 und 67 primär nur zum Erstellen der elektrischen Verbindung mit dem
Leiter und zum Schneiden von diesem benutzen und zum Klemmen und Halten der beiden
Leiter-Abschnitte 11b, llc noch zusätzliche Halte-Teile vorsehen. Ferner könnte auch
das Erstellen der elektrischen Verbindung und das Schneiden durch separate Teile erfolgen.
In diesen Fällen sollten sich die Schneidstellen dann näher bei der Spule befinden
als die Stellen bei denen der Leiter gehalten und in elektrische Verbindung mit dem
Oszillator gebracht wird, damit der fertige Schwingkreis keine Leiter-Abschnitte mit
beschädigter Isolation aufweist. Ferner sollten zweckmässigerweise bei den fertigen
Schwingkreisen bei den freien Enden des Leiters nur relativ kurze unverdrillte Leiter-Abschnitte
vorhanden sein.
[0043] Des weitern könnte man die Halte-, Kontakt- und Schneidorgane sowie das Herstellungsverfahren
eventuell derart modifizieren, dass nach dem Verdrillen jeweils nur der mit dem Leiter-Vorrat
zusammenhängende verdrillte Leiter-Abschnitt llc abgeschnitten wird. Eventuell könnte
man für die Herstellung jedes Schwingkreises ein auf eine vorgegebene Länge zugeschnittenes
Leiterstück in den Spulenwicklungsträger einführen und dafür dann nach dem Verdrillungsvorgang
sogar vollständig auf das Durchschneiden von Leiterstellen verzichten.
[0044] Des weitern bestände die Möglichkeit, die zur Bildung des Kondensators dienenden
Leiter-Abschnitte so lang zu bemessen und so viele Verdrillungs-Windungen zu bilden,
dass die Kapazität sicher grösser ist als die Kapazität, die zur Erzielung der für
den fertigen Schwingkreis vorgegebenen Resonanzfrequenz benötigt wird. Danach kann
die tatsächlich Resonanzfrequenz gemessen werden. Die zum Abschneiden der beiden Leiter-Abschnitte
dienenden Schneid-Teile wären dann durch eine von der Steuervorrichtung 71 steuerbare
Verstellvorrichtung entlang der Drehachse 25 verstellbar. Die Steuervorrichtung würde
dann Mittel aufweisen, um die Schneid-Teile in Abhängigkeit von der gemessenen Resonanzfrequenz
derart einzustellen, dass auch ein Teil der verdrillten Leiter- Abschnitte vom Schwingkreis
abgeschnitten wird, so dass der fertige Schwingkreis dann die vorgegebene Resonanzfrequenz
aufweist. Die Anzahl der einander umschliessenden Windungen der verdrillten Leiter-Abschnitte
und damit die Kapazität des Kondensators würden also auch bei dieser Herstellungsvariante
aufgrund einer Resonanzfrequenzmessung festgelegt.
[0045] Ferner wäre es an sich auch möglich, die Isolationsabschnitte der miteinander verdrillten
Leiter-Abschnitte ebenfalls zu verschweissen. Dabei müsste jedoch bei der Festlegung
des Frequenz-Grenzwertes, bei dem die Verdrillung abgebrochen wird, berücksichtigt
werden, dass diese Verschweissung die Kapazität eventuell noch ändert.
[0046] Der Flansch 31 könnte zusätzlich zum Einschnitt 31b noch mit einem anderen Einschnitt
versehen sein, so dass die beiden zu verdrillenden Leiter-Abschnitte llb, 11c durch
verschiedene Einschnitte hindurchgeführt werden könnten, wobei sich aber die beiden
Einschnitte zweckmässigerweise relativ nahe beieinander befinden sollten.
[0047] Die verschiedenen, erwähnten Variationsmöglichkeiten können natürlich miteinander
kombiniert werden.
1. Schwingkreis für eine gegen Diebstahl zu sichernde Ware, mit einer aus einem isolierten,
elektrischen Leiter (11) gebildeten Wicklung (7) und einem dieser parallel geschalteten
Kondensator (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (5) durch miteinander
verdrillte Abschnitte (llb, llc) des isolierten Leiters (11) gebildet ist, die an
den beiden Enden der Wicklung (7) mit dem diese bildenden Abschnitt (lla) des Leiters
(11) zusammenhängen.
2. Schwingkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation (15) des
Leiters (11) mindestens zum Teil aus einem verschweissbaren Thermoplast, insbesondere
aus einem Polyolefin, wie beispielsweise aus Polypropylen mit einer verschweissbaren
Copolymerschicht oder beispielsweise aus Polyäthylen, besteht.
3. Schwingkreis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsabschnitte
(15) der benachbarten Windungen der Wicklung (7) miteinander verschweisst sind, wobei
vorzugsweise alle Windungen der Wicklung (7) entlang einer gemeinsamen, zur Achse
(25) der Wicklung (7) rechtwinkligen Ebene verlaufen.
4. Verfahren zur Herstellung eines Schwingkreises, wobei aus einem isolierten elektrischen
Leiter (11) eine Wicklung (7) gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an die
beiden Enden der Wicklung (7) anschliessende Abschnitte (llb, llc) des die Wicklung
(7) bildenden Leiters (11) zur Bildung eines Kondensators (5) miteinander verdrillt
werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verdrillen der Leiter
(11) auf der der Wicklung (7) abgewandten Seite der beiden beim fertigen Schwingkreis
den Kondensator (5) bildenden Leiter-Abschnitte (11b, llc) gehalten und die Wicklung
(7) um ihre Achse (25) gedreht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst die Wicklung
(7) gewickelt und danach die genannten Abschnitte (llb, llc) des Leiters (11) verdrillt
werden, dass mindestens während des letzten Teils des Verdrillungsvorganges und/oder
mindestens nach dem Verdrillungsvorgang die Resonanzfrequenz des Schwingkreises gemessen
wird und dass die Anzahl einander umgreifender Windungen der verdrillten Leiter- Abschnitte
(llb, llc) aufgrund der Resonanzfrequenzmessung festgelegt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst
die Wicklung (7) gewickelt und danach die genannten Abschnitte (llb, llc) des Leiters
(11) verdrillt werden, wobei die Resonanzfrequenz mindestens während des letzten Teils
des Verdrillungsvorganges gemessen wird und die genannten Leiter- Abschnitte (llb,
llc) so lange verdrillt werden, bis die Resonanzfrequenz auf einen Wert abgenommen
hat, der ungefähr gleich einem Sollwert und/oder höchstens gleich einem Grenzwert
ist, wobei vorzugsweise bei oder nach der Beendigung des Verdrillungsvorganges mindestens
ein verdrillter Leiter-Abschnitt, beispielsweise derjenige Leiter-Abschnitt (11c),
der mit einem Vorrat des Leiters (11) zusammenhängt, an seinem der Wicklung (7) abgewandten
Ende durchgeschnitten wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolation
(15) des die Wicklung (7) bildenden Leiter-Abschnittes (lla) durch Erwärmen, beispielsweise
mittels eines durch den Leiter (14) geleiteten elektrischen Stromes, verschweisst
wird.
9. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch
ein Gestell (1), mindestens einen drehbar gelagerten Wicklungsträger (27), Haltemitteln
(51, 53, 55), um nach der Herstellung einer Wicklung (7) mit deren beiden Enden zusammenhängende
Abschnitte (llb, 11c) des Leiters (11) zu halten, und einer Antriebsvorrichtung (23),
um den Wicklungsträger (27) und die Haltemittel (51, 53, 55) zum Verdrillen der beiden
Leiter-Abschnitte (llb, llc) bezüglich einander zu drehen.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Frequenzmesser (75), Teilen
(59, 67), um diesen elektrisch leitend mit zwei Leiter-Abschnitten (llb, llc) eines
sich in Herstellung befindenden Schwingkreises zu bringen, die mit den beiden verschiedenen
Enden der Wicklung (7) zusammenhängen, und Mitteln (53, 55, 73), um aufgrund der Resonanzfrequensmessung
des sich in Herstellung befindenden Schwingkreises die Anzahl einander umschliessender
Windungen der verdrillten Leiter-Abschnitte (llb, llc) festzulegen.