[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.
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.