Vorrichtung zum Bewickeln elektrischer Spulen mit geschlossenen Kernen

Abstract

 Das automatische Bewickeln von extrem kleinen elektrischen Kernspulen (7), beispielsweise Video-Kernspulen, erfolgt durch mindestens eine drehbare Wickeleinheit (3), die mit mindestens einer mit einem Fanghaken versehenen Drahteinziehvorrichtung zusammenwirkt. Jede Spulenkörperaufnahme (11,11') ist mit einer dazugehörigen Drahthalterung (12,12') versehen und während der Bewicklung ist der Spulenkörper (7') zusammen mit der Spulenkörperaufnahme (11,11') unbeweglich angeordnet, wobei der für jede Kernspule (7) erforderliche Drahtabschnitt des Wickeldrahtes (6) von einer Drahtvorratsspule (41) über eine Drahtablenkung (14) abgezogen wird. Bei der Bewicklung der Kernspule (7) ist die drehbare Wickeleinheit (3) mit mehreren in einem höhenverstellbaren Wickelkopf (31) angeordneten Drahtspannern (32a,32b,32c,32d) so positionierbar, dass der Fanghaken sowohl einen der Drahtspanner (32a,32b,32c,32d) als auch die Kernöffnung des Spulenkörpers (7') horizontal durchdringt. Nach Anlegen des Wickeldrahtes (6) an einen Schenkel des Spulenkörpers (7') während des Zurückziehens des Fanghakens durch die Kernöffnung, erfolgt nachfolgend die zyklische Drehung der Drahtspanner (32a,32b,32c,32d) um 270°, wodurch jeweils eine ganze Windung gebildet wird.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bewickeln elektrischer Spulen mit geschlossenen Kernen, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Bei den bekannten Ringkernspulen-Wickelvorrichtungen, bei welchen durch die Kernöffnung ringförmige Magazine geführt werden, die drehbar gelagert sind und den Spulenkörper umlaufen, wobei der Draht vom Magazin zum Spulenkörper über eine Ablaufrolle läuft, sind nur für relativ grosse Ringkerne geeignet, wobei solche mit einem Aussendurchmesser von etwa 20 mm schon als die unterste Grenze anzusehen ist.

[0003] Um kleine Ringkerne in der Grössenordnung von ≤ 16 mm Ringkern-Aussendurchmesser bewickeln zu können, wurde gemäss der EP-Patentanmeldung 0068 415 bereits ein halbautomatisches Wickelverfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung vorgeschlagen, mittels einer am Wickeldrahtanfang befestigten, magnetisierbaren Nadel den Draht auf den Kern aufzuwickeln, 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.

[0004] Durch die Verwendung von Magneten zur Führung der Nadel ist jedoch eine derartige Wickelvorrichtung für extrem kleine Kerne, beispielsweise für Video-Kernspulen, in der Grössenordnung von etwa 3 mm Kern-Aussendurchmesser mit einer Kernöffnung von etwa 0,35 mm nicht geeignet.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die zur Bewicklung von extrem kleinen Kernspulen in der Grössenordnung von etwa 3 mm Kern-Aussendurchmesser mit einer Kernöffnung bis etwa 0,35 mm geeignet ist. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung so auszubilden,durch welche von der Drahtzuführung bis zu fertig bewickelten Kernspule ein automatischer Arbeitsablauf gewährleistet ist.

[0006] Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs gelöst. Weitere Ausbildungen des Erfindungsgegenstandes sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5 enthalten.

[0007] Der Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass der Spulenkörper während des ganzen Bewicklungsvorganges der Kernspule, auf der Spulenkörperaufnahme fixiert ist, und dass der Wickeldraht während der Bewicklung der Kernspule ständig gehalten und geführt wird, indem die für jede Wicklung abgemessene Gesamtlänge des Drahtabschnittes in der Drahthalterung festgeklemmt ist, wobei der Abstand zwischen der in der Wickelposition befindlichen Drahthalterung und der Trenneinrichtung jeweils einem für die Wicklung erforderlichen Drahtabschnitt entspricht, und zum anderen für jede einzelne Windung der Wickeldraht in einem der vier Drahtspanner jeweils durch eine einstellbare Feder nur leicht angedrückt wird, so dass nach jeder Windung der Draht geringfügig durchrutschen kann. Dabei wird der Draht mittels des Fanghakens vor der Drehung der Drahtspanner an den Spulenkörper angelegt, worauf die Drahtspanner sich um 270⁰ drehen und damit jeweils eine Windung auf den Spulenkörper gelegt wird.

[0008] Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

[0009] Es zeigen

Fig.l eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung,

Fig.2 ein Grundriss der Vorrichtung gemäss Fig.l,

Fig.3,3',3"; 3a,3a',3b,3b',3c,3c' sind Detaildarstellungen einer erfindungsgemässen Wickeleinheit, jeweils in Ansicht und Grundriss zur Darstellung des Funktionsablaufes der Bewicklung.

[0010] In den Fig.l und 2 ist auf einer Fundamentplatte 9 ein Support 1, beispielsweise als ein rechteckig ausgebildeter, drehbarer Revolverkopf angeordnet, der um die Drehachse X um 180⁰ drehbar ausgebildet ist. Am Revolverkopf 1 sind zwei Spulenkörperaufnahmen 11,11' angeordnet, deren jede eine Drahthalterung 12,12' aufweist, wobei sich die eine Spulenkörperaufnahme 11' mit der Drahthalterung 12' im Bereich eines Spulenmagazins 52, und die zweite Spulenkörperaufnahme 11 mit der Drahthalterung 12 sich im Bereich einer Drahtzuführeinrichtung 4 in der Wickelposition befindet. Das Spulenmagazin 52 ist ein Bestandteil einer Be- und Entladestation 5, die eine Uebergabeeinrichtung 51 aufweist. Die Drahtzuführeinrichtung 4 besteht aus einer Vorratsspule 41 für einen Wickeldraht 6, einer Drahtführung 42 sowie einer Drahtbremse 43. Die eigentliche Bewicklung des Spulenkörpers 7' erfolgt gemäss Fig.l durch eine drehbare Wickeleinheit 3, die mit einer Drahteinziehvorrichtung 2 gemäss der Fig.2 zusammenwirkt.

[0011] Zur Ablängung der für die Bewicklung der beiden Schenkel 72,73 jedes Spulenkörpers 7' erforderlichen Drahtlänge sind zwischen den Drahthalterungen 12,12' lateral verstellbare Drahtablenkungen 14,14' und eine Trenneinrichtung 13, vorzugsweise mit zwei Trennstellen 13,13' zur Drahtlängeneinstellung vorgesehen. Die Wickeleinheit 3 besteht aus einem Wickelkopf 31 mit vier Drahtspannern 32a,32b,32c,32d , die jeweils zum Klemmen des Wickeldrahtes 6 eine einstellbare Feder 33 aufweisen. Der Wickelkopf 31 zusammen mit den Drahtspannern 32a,32b,32c,32d wird durch einen Wickelkopfantrieb 34 angetrieben und kann durch eine Verstelleinrichtung 35 vertikal angehoben und abgesenkt werden.

[0012] Die Drahteinziehvorrichtung 2 besteht aus einem in einer Führung 21 horizontal in den Positionen 22-1,22-2,22-3,22-4 geführten Fanghaken 22 (wie in Fig.3,3',3" gezeigt), der die Drahtspanner 32a,32b,32c,32d und die Kernöffnung 71 des Spulenkörpers 7' durchdringbar ausgebildet ist, wobei das freie Drahtende 62 des Drahtabschnittes in Form einer Drahtschlaufe 61 durch einen der Drahtspanner 32a,32b,32c,32d und die Kernöffnung 71 durchgezogen wird. Die Drahtspanner 32a,32b,32c,32d sind mit dem Wickelkopf 31 im Uhrzeiger- und Gegenuhrzeigersinn drehbar ausgebildet, wobei über die Wickelpositionen A,B,C,D usw. eine zyklische Drehbewegung der Drahtspanner 32a,32b,32c,32d jeweils um 270⁰ für jede Windung 81 gemäss der Fig. 3b,3b' erfolgt. Durch eine gesteuerte Antriebsvorrichtung 10 der Wickelvorrichtung sind die einzelnen Arbeitspositionen, insbesondere des Fanghakens 22 und der Drahtspanner 32a,32b,32c,32d in bekannter Weise vorwählbar.

[0013] Die Funktionsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung ist, wie in den Fig.3,3',3" bis 3c, 3c' schematisch dargestellt, folgende:

[0014] Der über die Führung 42 und die Drahtbremse 43 von der Drahtvorratsspule 41 zugeführte Wickeldraht 6 ist bereits in der Drahthalterung 12 der Spulenkörperaufnahme 11 in der Wickelposition gehalten. Wie in Fig.l und 2 gezeigt, ist der in der Drahthalterung 12' gehaltene Wickeldraht 6 durch Drehung des als Revolverkopf ausgebildeten Supportes 1 um 180⁰ mit der bereits fertig bewickelten Kernspule 7 in den Bereich der Be- und Entladestation 5 gebracht worden. Durch die Drehung des Revolverkopfes 1 wird der Wickeldraht 6 über eine der beiden Drahtablenkungen 14,14' -gemäss der Fig.2- geführt, wobei zwischen der in der Wickelposition befindlichen Drahthalterung 12 und der verstellbaren Trenneinrichtung 13, die für eine Kernspule 7 zur Bewicklung erforderliche Länge des Drahtabschnittes festgelegt wird.

[0015] Vor der eigentlichen Bewicklung des Spulenkörpers 7' wird der Wickeldraht 6 demnach in den Drahthalterungen 12,12' gehalten, zwischen denen über die Drahtablenkung 14 oder 14' und die Trenneinrichtung 13 der Wickeldraht 6 im Bereich der Kernöffnung 71 des Spulenkörpers 7' gespannt geführt wird, wobei diese Ausgangslage des Wickeldrahtes 6 in den Fig.3,3' strichliert dargestellt ist.

[0016] Der in der Ausgangsposition 22-1 unmittelbar ausserhalb des in der Wickelposition A befindlichen Drahtspanners 32a angeordnete Fanghaken (strichliert dargestellt) wird horizontal zum noch unbewickelten Spulenkörper 7' so verschoben, dass dieser zuerst den geöffneten Drahtspanner 32a und anschliessend die Kernöffnung 71 des Spulenkörpers 7' durchdringt, und mit dem nach unten gerichteten Haken oberhalb des gespannten Wickeldrahtes 6 gemäss der Fig.3" (strichliert dargestellt) indie Position 22-2 zu liegen kommt. Nachfolgend wird der Fanghaken 22 geringfügig in die Position 22-3 (in der Fig.3" ebenfalls strichliert dargestellt) angehoben, wodurch der zwischen den Drahthalterungen 12,12' angespannte Wickeldraht 6 gefangen und unmittelbar vor der Kernöffnung 71 im Haken gehalten wird. Der so gehaltene Wickeldraht 6 für den Spulenkörper 7' wird nun durch die Trenneinrichtung 13 abgetrennt. Die Trenneinrichtung 13 kann so ausgebildet werden, dass zwei zueinander verstellbare Trennstellen 13,13' vorgesehen werden, um die Länge der erforderlichen Drahtabschnitte für den zu bewickelnden Spulenkörper 7' und die Länge des Wicklungaendes der fertigen Kernspule 7 beliebig lang einstellen zu können. Im letzteren Falle würde das Drahtstück zwischen den Trennstellen 13,13' als Abfall wegfallen. Nachdem der Wickeldraht 6 in der Trenneinrichtung 13 abgetrennt wurde, wird der Fanghaken 22 aus der Position 22-3 mit dem Wickeldraht 6 wieder zurückgezogen, so dass der Drahtabschnitt mit dem freien Drahtende 62 in Form einer Drahtschlaufe 61 zuerst die Kernöffnung 71 des Spulenkörpers 7' und anschliessend durch den noch geöffneten Drahtspanner 32a geführt wird, bis der Fanghaken 22 mit dem Drahtende 62 die Position 22-4 erreicht und nachfolgend der Drahtspanner 32a geschlossen (analog in Fig.3b im Teilquerschnitt dargestellt) und somit der Wickeldraht 6 federnd gehalten wird. Dadurch wird auf dem ersten Schenkel 72 des Spulenkörpers 7' - des beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn gewickelten Spulenkörpers 7' - ein Viertel (um 90°) der Windung der Wicklung 8 gelegt. Nachdem der Drahtspanner 32a geschlossen ist, dreht der Wickelkopf 31 mit den vier Drahtspannern 32a,32b,32c,32d im Gegenuhrzeigersinn um 270° (in Pfeilrichtung mit voll ausgezogenem Pfeil), wobei zur Bildung der ersten Windung 81 der Drahtabschnitt im Drahtspanner 32a gehalten wird, während die übrigen Drahtspanner 32b,32c,32d leer mitdrehen. Gleichzeitig wird der Fanghaken 22 aus der Position 22-4 (strichliert dargestellt) in die Ausgangsposition 22-1 der Wickelposition A verschoben.

[0017] Anfangs drehen die Drahtspanner 32a,32b,32c,32d gemäss der Fig.3a,3a' aus den Positionen A,B,C,D (strichliert dargestellt) in die Zwischenpositionen (mit voll ausgezogenen Linien), wobei der Drahtspanner 32a mit dem gehaltenen Drahtabschnitt nach 270 Drehung des Wickelkopfes 31 in die Position D gemäss der Fig.3b,3b' gebracht wird, womit eine volle Windung 81 auf dem ersten Schenkel 72 des Spulenkörpers 7' gelegt wurde. Die im Grundriss der Fig.3a' dargestellten um 45° im Gegenuhrzeigersinn in die Zwischenpositionen gedrehten Drahtspanner 32a,32b,32c,32d wurdem in der Ansicht gemäss Fig.3a der Uebersichtlichkeit halber weggelassen. Die zweite und die nachfolgenden Windungen 81 des ersten Schenkels 72 des Spulenkörpers 7' werden analog zum bereits beschriebenen Funktionsablauf gemäss der Fig.3,3',3" bis 3c,3c' bewickelt, lediglich mit dem Unterschied, dass der Wickeldraht 6 bereits im Drahtspanner 32a gehalten wird. Bei der folgenden beispielsweise zweiten Windung wird der Fanghaken 22 aus seiner Ausgangsposition durch den in der Wickelposition A befindlichen, folgenden, geöffneten Drahtspanner 32b und die Kernöffnung 71 -wie bereits beschrieben- hin- und zurückgeschoben, wodurch der Wickeldraht 6 gefangen und im Haken gehalten wird. Anschliessend wird der in der Position D bei Bewicklung im Gegenuhrzeigersinn oder in der Position B bei der Bewicklung im Uhrzeigersinn befindliche Drahtspanner 32a wieder geöffnet.

[0018] Der Einfachkeit halber wird angenommen, dass sowohl auf den ersten 72 als auch auf den zweiten 73 Schenkel des Spulenkörpers 7' vier volle Windungen gelegt werden, wodurch der erste Drahtspanner 32a drei volle Umdrehungen ausübt und aus der Position A über die Positionen B,C,D usw. wieder in die Position A gemäss der Fig.3c,3c' gelangt. Nach Beendigung der Bewicklung des ersten Schenkels 72 des Spulenkörpers 7' erfolgt durch Umkehren der Wickelrichtung -im vorliegenden Falle im Uhrzeigersinndie Bewicklung des zweiten Schenkels 73. Um zwischen den beiden Schenkeln 72,73 des Spulenkörpers 7' eine Drahtverbindung innerhalb der Kernöffnung 71 zu vermeiden, erfolgt eine vertikale Verschiebung der Drahtspanner 32a, 32b,32c,32d des Wickelkopfes 31, so dass der Verbindungsdraht vom ersten zum zweiten Schenkel 72,73 nicht über die Kernöffnung 71, sondern am Rand der Kernöffnung 71 geführt wird.

[0019] Nachdem der Fanghaken 22 den Wickeldraht 6 wieder als Drahtschlaufe 61 durch die Kernöffnung 71 des Spulenkörpers 7' und durch den entsprechenden Drahtspanner 32a gezogen hat, drehen die Drahtspanner 32a,32b,32c,32d nun im Uhrzeigersinn, so dass die erste Windung 81 auf dem zweiten Schenkel 73 des Spulenkörpers 7' gewickelt wird.

[0020] Nach der letzten beispielsweise vierten Windung 81 ist die Bewicklung der Kernspule 7 beendet und der Revolverkopf 1 dreht mit dieser aus der Wickelposition um 180° in der Bereich der Be- und Entladestation 5, wobei gleichzeitig ein aus der Be- und Entladestation 5 in die Spulenkörperaufnahme 11' eingelegter unbewickelter Spulenkörper 7' in die Wickelposition gedreht wird.

[0021] Um die Windungen 81 lagenweise annähernd legen zu können, ist die Verstelleinrichtung 35 gemäss der Fig.l vorgesehen, die nach jeder Windung 81 oder kontinuierlich den Wickelkopf 31 mit den Drahtspannern 32a,32b,32c,32d geringfügig vertikal verschiebt, und zwar beispielsweise auf dem ersten Schenkel 72 des Spulenkörpers 7' von unten nach oben und auf dem zweiten Schenkel 73 von oben nach unten. Entsprechend der Windungszahl werden die Drahtspanner 32a,32b,32c,32d jeweils um 90⁰ im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn verstellt.

[0022] Falls die Kernspule 7 aus mehreren, beispielsweise aus zwei einzelnen, selbständigen Wicklungen auf je einem Schenkel 72,73 des Spulenkörpers 7' gebildet wird, kann die Bewicklung des Spulenkörpers 7' auf zwei auf einem beispielsweise als Rundtisch ausgebildeten Support 1 angeordneten Wicklungsvorrichtungen 2,3 erfolgen.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

[0023] 

1 Support, drehbarer Revolverkopf ggf. ein Rundtisch

11,11' Spulenkörperaufnahmen

12,12' Drahthalterungen

13,13' Trenneinrichtung, beispielsweise mit zwei verstellbaren Trennstellen

14,14' Drahtablenkungen, lateral verstellbar

2 Drahteinziehvorrichtung

21 Führung für den Fanghaken, horizontal

22 Fanghaken

22-1,22-2,22-3,22-4 Fanghaken-Positionen

3 Wickeleinheit, drehbare

31 Wickelkopf

32a,32b,32c,32d Drahtspanner mit federbelasteten Klemmen

33 Federn

34 Wickelkopfantrieb

35 Verstelleinrichtung für die Vertikalveschiebung der Drahtspanner

4 Drahtzuführeinrichtung

41 Vorratsdrahtspule

42 Drahtführung

43 Drahtbremse

5 Be- und Entladestation

51 Uebergabeeinrichtung Tür unbewickelte und bewickelte Spulenkörper

52 Spulenmagazin

6 Wickeldraht

61 Drahtschlaufe

62 Drahtende, freies

7 Kernspule

7' Spulenkörper

71 Kernöffnung

72 erster Schenkel des Spulenkörpers

73 zweiter Schenkel des Spulenkörpers

8 Wicklung

81 Windungen

9 Fundamentplatte

10 Antriebsvorrichtung, steuerbar (Rechner mit Bildschirmüberwachung)

A,B,C,D Wickelpositionen der Drahtspanner

X Drehachse des Supportes

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Bewickeln elektrischer Spulen mit geschlossenen Kernen, insbesondere Miniaturkernspulen, im wesentlichen bestehend aus mindestens einer auf einem Support (1) angeordneten Spulenkörperaufnahme (11,11'), einer Drahtzuführeinrichtung (4) sowie einer Be- und Entladestation (5) für unbewickelte und bewickelte Kernspulen (7',7), sowie einer Antriebsvorrichtung (10), dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Spulenkörperaufnahme (11,11') eine dazugehörige Drahthalterung (12,12') angeordnet ist, und dass weiterhin eine Wickeleinheit (3) mit vier in einem drehbaren Wickelkopf (31) angeordneten Drahtspannern (32a,32b,32c,32d), sowie eine Drahteinziehvorrichtung (2) mit einem Fanghaken (22) vorgesehen sind, wobei der Fanghaken (22) so beweglich ausgebildet ist,dass er die Drahtspanner (32a,32b,32c,32d) und die Kernöffnung (71) des Spulenkörpers (7') horizontal durchdringt, und dass ferner zur Ablängung jedes Drahtabschnittes zwischen den Drahthalterungen (12,12') Drahtablenkungen (14,14') und eine Trenneinrichtung (13,13') angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Support (1) drehbar als Revolverkopf und mit mindestens zwei Spulenkörperaufnahmen (11,11') für die Spulenkörper (7') ausgebildet ist, und dass die Drahtablenkungen (14,14') lateral verstellbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Wickelkopf (31) eine Verstelleinrichtung (35) zur Vertikaleinstellung der Drahtspanner (32a,32b,32c,32d) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewicklung der beiden Schenkel (72,73) jedes Spulenkörpers (7') die am Wickelkopf (31) vorgesehenen Drahtspanner (32a,32b,32c,32d) mit diesem im Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn drehbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zyklische Drehbewegung der Drahtspanner (32a,32b, 32c,32d) nach der Einlegebewegung des Fanghakens (22) für jede Windung 270⁰ beträgt.

Zeichnung