Wickelvorrichtung

Abstract

 Beschrieben wird eine Wickelvorrichtung (10) zur Herstellung von Ringkernspulen (21). Die Umwicklung erfolgt durch Hebel (11, 12). Damit wird die Umwicklung von Ringkernspulen (21) mit vergleichsweise kleinen Spulenlöchern (29) möglich, womit die Nachteile der Wickelvorrichtungen mit Magazinen vermieden sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung, insbesondere eine Wickelvorrichtung zur Herstellung von Ringkernspulen, auch Toroidal-spulen genannt, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Ringkernspulen sind Spulen mit einem runden, mittig hohlen Kern, der umwickelt ist. Zur Herstellung von Spulen dieser Art ist eine Vorrichtung bekannt, die ein Magazin aufweist, in dem ein Drahtvorrat entsprechend der auf den Kern zu wickelnden Drahtlänge aufgenommen ist. Zur Umwicklung wird der Kern in das Magazin eingebracht und durch eine Relativbewegung zwischen Kern und Spule wird der Kern mit Draht umwickelt. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, dass einmal Draht in dem Magazin aufgewickelt wird, der anschliessend wieder bei der Spulenbildung zur Abwicklung kommt, d.h. es liegen zwei Fertigungsschritte, d.h. Wickelvorgänge vor. Ferner ist die untere Bemessung herstellbarer Ringkernspulen begrenzt durch eine Mindestgrösse des Kernloches, so dass das Magazin noch durch das Kernloch geführt werden kann. Schliesslich ist auch der Verarbeitbarkeit von Drähten eine Grenze gesetzt, die sich aus der Dicke des Drahtes und dem Durchmesser des Kernloches bestimmt.

[0003] Von diesem Stand der Technik ausgehend ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wickelvorrichtung zu schaffen, die zur Meidung zweier Wickelvorgänge (Magazin, Spule) ohne Magazin arbeitet, und die eine Herstellung von Spulen mit kleinen Kernlöchern auch mit dicken Drähten gestattet und die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den dem Anspruch 1 folgenden Ansprüchen.

[0004] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles und der Zeichnung, es stellen dar:

Fig. 1

die erfindungsgemässe Vorrichtung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2

schematische Ablaufdarstellung:
1. Einfahren Draht,

Fig. 3

2. Erstes Nachziehen des Drahtes mit erstem Hebel,

Fig. 4

3. Vorbereitung zur Uebergabe des Drahtes vom ersten auf einen zweiten Hebel,

Fig. 5

4. Erfolgte Uebergabe des Drahtes von erstem auf zweiten Hebel,

Fig. 6

5. Fördern des Vorlaufendes des Drahtes durch eine Spule, Bildung eines ersten Wicklungsganges,

Fig. 7

6. Einleiten eines nächstfolgenden Wicklungsganges.

[0005] Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäss ausgebildeten Wickelvorrichtung 10. Die Vorrichtung 10 besteht aus zwei Hebeln 11 und 12, die jeweils aus zwei Hebelsegmenten 11a, 11b und 12a, 12b gebildet sind. Die Hebelsegmente 11a, 11b und 12a, 12b sind gegeneinander schwenkbar, indem Hebelsegment 12b mit der Achse 13 und Hebelsegment 12a mit Drehgehäuse 14 verbunden und die Achse 13 im Drehgehäuse 14 drehbar gelagert ist, wobei das Drehgehäuse 14 auch durch nicht gezeigte Mittel am Umfang des Drehgehäuses 14 angreifend um seine Längsachse 13 gedreht werden kann. Zusätzlich zur Drehbarkeit des Drehgehäuses 14 kann dieses zusammen mit dem Hebel 12 und der Achse 13 in Richtung seiner Längsachse verschoben werden. Die freien Enden der Hebelsegmente 12a, 12b sind als Klemmeinrichtung ausgestaltet, in der ein Draht 15 vermittels zweier Klemmbacken 16 und 17 gehalten werden kann. Der Hebel 11 mit Lagerungen etc. ist identisch ausgestaltet wie Hebel 12 und vollführt die gleichen Funktionen, wie Drehung, Klemmung und axiale Verschiebbarkeit. Die Achse 13 des Hebels 12a und die Achse 18 des Hebels 11b sind axial fluchtend, spiegelbildlich jedoch in einem Mindestabstand voneinander getrennt, so dass Hebel 11 und Hebel 12 individuell zu Drehung, Schliessbewegung und axiale Verschiebbarkeit angetrieben werden können, wobei der Mindestabstand in entsprechenden Arbeitsstellungen der Hebel 11 und 12 der Breite einer der Spannrollen 25, 26 entspricht. Die Antriebe sind aus Gründen der Uebersichtlichkeit nicht dargestellt. Mit 19 ist eine Drahtebene (idealisiert) bezeichnet, in der sich der Draht 15 bewegt, wohingegen der Hebel 12 mit Klemmbacken 16, 17 und der Hebel 11 mit seinen Klemmbacken durch die axiale Verschiebbarkeit in die Ebene 19 ein- und ausgefahren werden können.

[0006] Die Halterung 20 für eine Spule 21 umfasst einen Antrieb 22, der über eine Drehachse 23, die zentrisch zur Spule 21 angeordnet ist, die Halterung 20 antreibt. Der Antrieb 22 ist so ausgelegt, dass stufenlos eine Vielzahl von Drehvorschubschritten zur Erzeugung unterschiedlicher Wicklungssteigungen einstellbar sind, wobei sich Halterung 20 mit Spule 21 gemeinsam nach Vorgaben des Antriebes drehen.

[0007] Wie im einzelnen noch im Zusammenhang mit den schematischen Ablaufdarstellungen erläutert werden wird, wird der Draht 15 von einem Drahtvorrat, beispielsweise einer Drahtvorratsrolle 24 abgezogen. Mit dieser Drahtvorratsrolle 24 entfällt das aus dem Stand der Technik bekannte Magazin, so dass ein Wickelvorgang, nämlich der der Magazinbeschickung, erfindungsgemäss eingespart ist.

[0008] Mit Hebel 11 wirkt eine Spannrolle 25 und mit Hebel 12 eine Spannrolle 26 zusammen. Die Spannrollen 25, 26 sind in der Drahtebene 19 vertikal verstellbar sowie aus der Drahtebene 19 herausbewegbar. Mit 27 ist für den Draht 15 eine Klemm-Schneidevorrichtung vorgesehen.

[0009] Folgend in den Fig. 2 bis 7 wird der Funktionsablauf der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Wicklung einer Spule schrittweise näher erläutert.

[0010] Gemäss Fig. 2 klemmt der Hebel 12 in Postion A stehend vermittels der Hebelsegmente 12a, 12b das vorlaufende Ende des Drahtes 15 ein, indem vorher der Draht 15 durch eine Vorschubeinrichtung (nicht gezeigt) durch die Spule 21 gefördert wurde.

[0011] Während des An- oder Einklemmens des Drahtes 15 in den Hebel 12 ist die Spannrolle 26 in einer ersten unteren Position B und befindet sich zusammen mit dem Hebel 12 in der Drahtebene 19, während der Hebel 11 in Position C stehend aus der Drahtebene 19 axial, d.h. im rechten Winkel zur Drahtebene 19, herausgefahren ist. In Fig. 3 wird die erste Schwenkbewegung des Hebels 12 von Position A (Fig. 2) in Position D gezeigt. Während der Schwenkbewegung zieht der Hebel 12 Draht 15 von dem Drahtvorrat 24 in der Drahtebene 19 über die Spannrolle 26 laufend ab. Während des Abzugsvorganges wandert die Spannrolle 26 von der ersten unteren Position B in der Drahtebene 19 aufsteigend in die Position E. Mit Abschluss der Schwenkbewegung des Hebels 12 und der Verschiebung der Spannrolle 26 in ihrer Endstellung E hat der Hebel 12 eine Drahtmenge bzw. Drahtstück 15 abgezogen entsprechend der zur Umwicklung der Spule notwendigen Drahtmenge. Mit Abschluss des Abzugsvorganges, d.h. Hebel 12 in Position D, schliesst die Klemm- und Schneideeinrichtung 27, wobei die Einrichtung 27 vorerst nur klemmt. In Fig. 4 tritt der Hebel 11 in Funktion, indem er aus der Position C in die Position F schwenkt. Während der Schwenkbewegung öffnet sich der Hebel 11 und wie Fig. 4 zeigt, steht das Hebelsegment 11a in Position F, während Hebelesegment 11b in der Position G steht. Diese Schwenkbewegung des Hebels 11 um die Achse 13 erfolgte ausserhalb der Drahtebene 19 und der Hebel 11 fährt anschliessend mit den Hebelsegmenten 11a, 11b in Positionen F und G in die Drahtebene 19 ein. Zweck der so erreichten Einfahrposition ist eine definierte, d.h. in gleicher Ebene wie Hebel 12 liegende Uebernahme des Drahtes 15 vom Hebel 12 auf Hebel 11. Die vollzogene Uebernahme ist in Fig. 5 dargestellt. In Fig. 5 hat der Hebel 11 den Draht vermittels der Hebelsegmente 11a, 11b in Position F (Hebelsegement 11b schwenkte von Position G in Position F) eingeklemmt, während Hebel 12 in Position D (Hebelsegment 12a in Position D) mit Hebelsegment 12b in Position H stehend geöffnet hat. Nach Oeffnung fährt Hebel 12 aus der Drahtebene 19 aus, so dass ein freies Drahtende oder freier Drahtabschnitt 28 in der Drahtebene 19 in Bewegungsrichtung des Hebels 11 vor letzterem vorliegt.

[0012] In Fig. 4 ist die Spannrolle 26 in der gleichen Position E (obere Position) wie in Fig. 3. Beim Anklemmen des Drahtes 15 in Fig. 5 fällt, bedingt durch die Bewegung des Hebelsegmentes 11b von Position G in Position F, ein zur vorliegenden Abzugslänge erhöhter Drahtlängenbedarf an, der durch eine federwegbedingte Ausgleichsbewegung der Spannrolle 26 ausgeglichen wird. Nach Anklemmen durch Hebel 11 und Oeffnen von Hebel 12 fährt, wie in Fig. 6 dargestellt, die Spannrolle 26 in die erste untere Position B (siehe auch Fig. 2) und fährt in dieser Position B aus der senkrechten Drahtebene 19 rechtwinklig (horizontal) aus. Mit Bewegung in die erste untere Position B und Ausfahren aus der Drahtebene 19 gibt die Spannrolle 26 den Draht 15 frei, damit wird verhindert, dass die Spannrolle 26 von dem Draht 15 an den Umfang der Spule 21 zur Anlage gebracht würde. Die Freigabe des Drahtes 15 durch die Spannrollen kann auch dadurch erfolgen, dass die Spannrollen 25, 26 anstelle aus der Drahtebene 19 auszufahren in letzterer schwenken.

[0013] Die Spannrolle 25 in der Position I fährt in dieser Position in die Drahtebene 19 ein. Nach Einfahren der Spannrolle 25 in Drahtebene 19 schwenkt der Hebel 11 mit eingeklemmtem Draht 15, den Draht 15 um die Spannrolle 25 legend, in die Position C (gleiche Position wie in Fig. 2, aber im Gegenstz zu Fig. 2 in die Drahtebene 19 eingefahren). Der vorlaufende Drahtabschnitt 28 ist, wie in Fig. 6 erkennbar, durch das Spulenloch 29 gefördert. Nach Durchförderung (der Draht 15 ist noch vom Hebel 11 gehalten) bewegt sich die Spannrolle 25 aus der Position 1 (Fig. 5) in die Position J und Spannrolle 26 wird in die erste untere Position B (Fig. 2) bewegt und fährt in dieser Position wieder in die Drahtebene 19 ein. Nachdem die Spannrolle 26 in die Drahtebene 19 eingefahren ist, bewegt sie sich in eine zweite untere Position K und fährt von dort, nachdem sie einen Drahtabschnitt 30 am Spulenkörper 21 aussen anliegend geglättet hat in die Position B zurück.

[0014] In Fig. 7 ist annähernd die funktionale Ausgangsposition von Fig. 2 erreicht mit zwei Ausnahmen, die den Abschluss eines Umwicklungsvorganges darstellen. Erstens: die Spannrolle 25 muss von Position I wieder in Position J fahren, um anschliessend zur Freigabe des Drahtes 15 die Drahtebene 19 zu verlassen. Zweitens: für die Bildung der nächsten Schlaufe wird der Draht 15 nicht vom Drahtvorrat 24 abgezogen sondern es wird der vorlaufende Drahtabschnitt 28 wieder von dem Hebel 12 aufgenommen. Zur Bildung der neuen, d.h. der nachfolgenden Schlaufe hat der Hebel 11 den Draht 15 freizugeben und der Hebel 11 hat aus der Drahtebene 19 auszufahren.

[0015] Gemäss den Ablaufdarstellungen nach den Fig. 2 bis 7 wird zur Bildung einer Schlaufe der Draht 15 zunächst durch das Spulenloch 29 gefördert vom Hebel 12 an seinem freien Ende erfasst. Der Hebel 12 schwenkt, legt dabei den Draht 15 um die Spannrolle 26 und zieht so den für eine vollständige Spulenumwicklung notwendigen Drahtvorrat ab. Der eigentliche Wickelvorgang einer Schlaufe beginnt in Fig. 4, indem der Draht 15 vom Hebel 12 an den Hebel 11 übergeht. Der Hebel 11 fördert das freie Ende des Drahtes 15 durch das Spulenloch 29 und wird anschliessend vom Hebel 12 wieder übernommen, ein Vorgang, der sich bei gleichzeitiger Drehung der Spule 21 mit der Halterung 20 entsprechend der Anzahl der vorgesehenen Spulenwindungen wiederholt. Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ist der Vorteil erreicht, Spulen mit sehr kleinen Spulenlöchern 29 umwickeln zu können, da nur ein Draht 15 ohne Magazin wie beim Stand der Technik durch ein Spulenloch 29 gefördert wird. Ferner wird es durch die Nachverformung des Drahtabschnittes 30 (siehe Fig. 6) in vorteilhafter Weise möglich, die Wicklungen sehr genau an einen Spulenring anzulegen, wodurch die elektrischen Eigenschaften so gewickelter Spulen qualitativ verbessert werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von Ringkernspulen, gekennzeichenet durch eine Halterung (20) für den mit einem Draht (15) zu umwicklenden Ringkern, einer Spule (21), zwei den Draht (15) fördende Hebel (11, 12), zwei auf den Draht (15) einwirkende Spannrollen (25, 26) und eine Klemm- und Schneideinrichtung (24, 27).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (20) um eine Achse (23) schrittweise antreibbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Draht (15) fördernden Hebel (11,12) um ihre Achsen (13, 18) schwenkbar und in eine Drahtführungsebene (19) ein- und ausfahrbar ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebel (11, 12) aus jeweils zwei zueinander schwenkbaren Hebelsegmenten (11a, 11b, 12a, 12b) mit an den freien Enden der Hebelsegmente angeordneten oberen (16) und unteren (17) Klemmbacken bestehen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hebel (11, 12) einen mit einem Drehgehäuse (14) zusammenwirkendes Hebelsegment (12a) und ein mit einer Achse (13) zusammenwirkendes Hebelsegment (12b) umfasst, wobei die Achse (13) in dem Drehgehäuse (14) und das Drehgehäuse (14) um die Achse (13) schwenkbar ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Hebel (11, 12) entlang den Achsen (13, 18) senkrecht zu der vertikal verlaufenden Drahtführungsebene (19) verschiebbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannrollen (25, 26) senkrecht zur und in der vertikal verlaufenden Drahtführungsebene bewegbar ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannrollen (25, 26) zur Drahtführungsebene (19) schwenkbar und in der Drahtführungsebene (19) verschiebbar ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannrolle (26) den Drahtabschnitt (30) an den äusseren Umfang der Ringkernspule (21) glättend anlegend ausgebildet ist.

Zeichnung