(19) |
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(11) |
EP 2 648 195 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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20.04.2016 Patentblatt 2016/16 |
(22) |
Anmeldetag: 06.03.2013 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(54) |
Wickelvorrichtung zur Herstellung von Wickelgütern und Verfahren zu deren Betrieb
Coiling device for producing coil windings and method for the operation of same
Dispositif d'enroulement pour la fabrication de matériaux d'enroulement et son procédé
de fonctionnement
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorität: |
22.03.2012 DE 102012204662
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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09.10.2013 Patentblatt 2013/41 |
(73) |
Patentinhaber: Meteor Ag |
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8832 Wollerau (CH) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Meier, Thomas
5018 Erlinsbach (CH)
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(74) |
Vertreter: Liedtke, Markus |
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Liedtke & Partner
Patentanwälte
Gerhart-Hauptmann-Strasse 10-11 99096 Erfurt 99096 Erfurt (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A1- 0 593 805 DE-A1- 3 744 061 DE-T2- 60 023 785
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EP-A2- 0 966 005 DE-C1- 3 390 371
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Wickelvorrichtung zur Herstellung von Wickelgütern nach
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer
Wickelvorrichtung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 9.
[0002] Aus dem Stand der Technik sind Wickelvorrichtungen zur Herstellung elektrischer Spulen
mit einem Spulendraht allgemein bekannt. Diese weisen eine Mehrzahl von Spulenkörperaufnahmen
auf, auf welchen die zu bewickelnden Spulenkörper anzuordnen und drehbar zu lagern
sind. Des Weiteren weisen diese Wickelvorrichtungen einen Drahtführerbalken auf, an
welchem für jede der Spulenkörperaufnahmen jeweils eine Drahtführungseinheit zur Zuführung
eines Spulendrahtes zum jeweiligen zu bewickelnden Spulenkörper angeordnet ist.
[0003] In der
DE 2 052 001 A wird eine Einrichtung zum selbsttätigen Anlegen der beiden Drahtenden einer Spule
an zwei Lötstifte und zum Umwickeln der Lötstifte bei automatischen Wickelmaschinen
beschrieben. Zwei zum Fassen der beiden Drahtenden vorgesehene Drahtklemmen sind von
je einer Führungsstange getragen, die von je drei nach dem Koordinatensystem angeordneten
Bewegungselementen in Richtung der drei Dimensionen des Raumes bewegbar sind und zum
wahlweisen Anlegen eines Drahtendes an je einen der Lötstifte dienen. Es ist eine
vor den betreffenden Lötstift einstellbare und auf diesen aufschiebbare, von einem
Motor im Drehsinn antreibbare Hohlwelle vorgesehen, die an ihrem freien Ende eine
zum Erfassen des Drahtes dienende Nase aufweist.
[0004] Aus der
DE 600 38 214 T2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wickeln von Spulen bekannt. Die Vorrichtung
umfasst eine Spindel mit daran befestigter Spule, wobei die Spindel durch einen Spindelmotor
angetrieben wird, einen Drahtzuführteil zum Ausgeben eines Drahtes, wodurch der Draht
auf die Spule, angetrieben durch die Spindel, gewickelt werden kann und einen Verschiebemechanismus,
der die relative Verschiebung der Spindel und des Drahtzuführteils in einer Richtung
der Achse der Spindel bewirkt, wobei der Verschiebemechanismus einen ersten Verschiebemechanismus
und einen zweiten Verschiebemechanismus aufweist. Der erste Verschiebemechanismus
wird durch einen ersten Verschiebemotor und der zweite Verschiebemechanismus wird
durch einen zweiten Verschiebemotor angetrieben. Der Spindelantriebsmotor und der
erste und zweite Verschiebemotor werden durch ein Mikrocomputer-Steuergerät gesteuert.
Das Mikrocomputer-Steuergerät empfängt Informationen, die erforderlich sind, um das
Wickeln zu bewerkstelligen und die Rotation des Spindelmotors, des ersten Verschiebemotors
und des zweiten Verschiebemotors aufgrund der in das Mikrocomputer-Steuergerät eingegebenen
Informationen zu steuern, während der erste Verschiebemechanismus und der zweite Verschiebemechanismus
beim Wickeln des Drahtes selektiv oder in Verbindung miteinander betätigt werden.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Wickelvorrichtung zur
Herstellung von Wickelgütern und ein Verfahren zu deren Betrieb anzugeben.
[0006] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Wickelvorrichtung zur Herstellung
von Wickelgütern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer
Wickelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0008] Eine erfindungsgemäße Wickelvorrichtung zur Herstellung von Wickelgütern, umfasst
eine Mehrzahl von drehbaren Wickelkörperaufnahmen, auf welchen jeweils ein zu bewickelnder
Wickelkörper anzuordnen ist, und einen Materialführerbalken, an welchem für jede Wickelkörperaufnahme
jeweils eine Materialführungseinheit zur Zuführung eines Wickelmaterials zum jeweiligen
zu bewickelnden Wickelkörper angeordnet ist, wobei der Materialführerbalken mittels
eines ersten Elektromotors in x-Richtung, mittels eines zweiten Elektromotors in y-Richtung,
mittels eines dritten Elektromotors in z-Richtung eines dreidimensionalen Koordinatensystems
verschiebbar und mittels eines vierten Elektromotors um eine Drehachse drehbar ist,
welche parallel zur x-Richtung ausgerichtet ist. Die Wickelvorrichtung umfasst des
Weiteren noch einen fünften Elektromotor zum Drehen der Wickelkörperaufnahmen und
der auf diesen angeordneten Wickelkörper. Mittels des fünften Elektromotors können
die Wickelkörperaufnahmen und dadurch die darauf angeordneten Wickelkörper während
des Bewickelns zumindest zweitweise gedreht werden, um dadurch die Wickelkörper zu
bewickeln und/oder in eine zum Bewickeln jeweils erforderliche Position zu bringen.
Diese Wickelvorrichtung ermöglicht das Bewickeln auch komplexer ausgebildeter Wickelkörper,
welche insbesondere Teilbereiche mit voneinander abweichenden Wickelachsen und/oder
Wickelrichtungen aufweisen. Beispielsweise sind zu bewickelnde Anschlussstifte, auch
als Anschlusspins bezeichnet, abweichend von einer Hauptwickelachse, d. h. von einer
Rotationsachse des als eine elektrische Spule ausgebildeten zu bewickelnden Wickelkörpers
ausgerichtet. Daher ist zum Bewickeln der Anschlussstifte auch der Materialführerbalken
entsprechend auszurichten. Dies kann mittels der Elektromotoren hochgenau erfolgen.
[0009] Auf diese Weise sind mittels der Wickelvorrichtung eine Vielzahl von Wickelgütern
zu bewickeln, beispielsweise Spulen, insbesondere elektrische Spulen, mit einem Spulendraht
oder Teile von Elektromotoren mit einem entsprechenden Draht oder andere Spulen oder
Spindeln mit Drähten oder Fäden oder auch andere Wickelkörper mit einem anderen Wickelmaterial.
Insbesondere sind auf diese Weise eine Vielzahl unterschiedlich ausgebildeter Spulenkörper
elektrischer Spulen zu bewickeln, welche Anschlussstifte aufweisen können, die in
einer Vielzahl von Richtungen ausgerichtet sind. Mit Wickelvorrichtungen nach dem
Stand der Technik, welche pneumatische Antriebe aufweisen, ist dies nicht möglich,
da diese in jeder Bewegungsrichtung jeweils nur zwei Endanschläge aufweisen, so dass
der Materialführerbalken in jeder Bewegungsrichtung nur an jeweils einen dieser Endanschläge
zu bewegen ist. Zwischenstellungen sind nicht möglich. Die Elektromotoren ermöglichen
im Gegensatz dazu die Bewegung auf eine beliebige Zwischenstellung auf einem Bewegungsweg
zwischen den jeweiligen Endanschlägen.
[0010] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Wickelvorrichtung zur Herstellung
von als Spulen, insbesondere als elektrische Spulen ausgebildeten Wickelgütern ausgebildet.
In dieser Ausführungsform sind die drehbaren Wickelkörperaufnahmen als Spulenkörperaufnahmen
ausgebildet, auf welchen jeweils ein als Spulenkörper ausgebildeter zu bewickelnder
Wickelkörper anzuordnen ist. Der Materialführerbalken ist dann als ein Drahtführerbalken
ausgebildet. Dessen Materialführungseinheiten sind als Drahtführungseinheiten ausgebildet,
welche als Wickelmaterial jeweils einen Spulendraht führen.
[0011] Zweckmäßigerweise ist der Materialführerbalken an einem U-förmigen Bügel drehbar
angeordnet, wobei die Drehachse durch Schenkel des Bügels verläuft und wobei der vierte
Elektromotor zwischen den Schenkeln des Bügels auf der Drehachse angeordnet ist. Dies
ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Wickelvorrichtung, da auf diese
Weise eine Länge und dadurch ein erforderlicher Bauraum des Materialführerbalkens
gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, welche pneumatische Antriebe
seitlich des Materialführerbalkens aufweisen, erheblich reduziert ist. Zudem sind
dadurch eine größere Stabilität des Materialführerbalkens und geringere Vibrationen
erreicht.
[0012] Vorzugsweise sind die Elektromotoren jeweils als Servomotoren ausgebildet. Dies ermöglicht
eine hochgenaue Steuerung und/oder Regelung der Elektromotoren und auf diese Weise
eine exakte Bewegung und Positionierung des Materialführerbalkens.
[0013] Die Wickelvorrichtung umfasst vorteilhafterweise eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit,
mittels welcher die Elektromotoren derart steuerbar und/oder regelbar sind, dass der
Materialführerbalken auf beliebig vorgebbaren Bahnkurven in jede beliebige vorgebbare
Stellung bewegbar ist. Durch diese Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, welche zweckmäßigerweise
als eine CNC-Steuerung und/oder -regelung (Computerized Numerical Control) ausgebildet
ist, sind hochgenaue Wickeloperationen ermöglicht. Mittels einer entsprechenden Programmierung
dieser Steuerungs- und/oder Regelungseinheit in Form einer entsprechenden CNC-Software
ist es auf diese Weise ermöglicht, Stellungen vorzugeben, auf welche sich der Materialführerbalken
jeweils bewegen soll, und für jede derartige Stellung eine jeweilige Bahnkurve vorzugeben,
auf welcher die Stellung erreicht werden soll. Die jeweilige Stellung des Materialführerbalkens
wird dabei gebildet durch dessen Position im Raum und durch dessen Drehposition auf
der Drehachse. Dabei liegen die jeweiligen Stellungen und Bahnkurven natürlich alle
innerhalb eines möglichen Bewegungsraums, welcher durch jeweilige mechanische Gegebenheiten
der Wickelmaschine begrenzt ist, d. h. durch jeweilige maximal erreichbare Verschiebe-
bzw. Drehpositionen in den einzelnen Bewegungsrichtungen.
[0014] Bevorzugt sind die Elektromotoren mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit
derart steuerbar und/oder regelbar, dass Materialausgänge der Materialführungseinheiten
während eines Drehens des Materialführerbalkens jeweils an einem aktuell vorgegebenen
Raumpunkt des dreidimensionalen Koordinatensystems verbleiben. Da sich diese Materialausgänge
nicht auf der Drehachse befinden, um welche der Materialführerbalken drehbar ist,
ist auch für eine derartige Operation eine hochkomplexe Steuerung und/oder Regelung
zumindest einiger der vier Elektromotoren erforderlich. Auf diese Weise ist eine Änderung
einer Wickelrichtung ermöglicht, wobei eine Spannung der zu wickelnden Wickelmaterialien
aufrechterhalten bleibt, aber auch nicht zu groß wird, um ein Reißen des jeweiligen
zu wickelnden Wickelmaterials zu verhindern. Dies ermöglicht beispielsweise ein Wickeln
auch komplexer ausgebildeter Spulen und insbesondere von Anschlussstiften dieser Spulen,
welche eine von der Hauptwickelachse des Wickelkörpers und beispielsweise auch von
einer Senkrechten zu dieser Hauptwickelachse abweichende Ausrichtung aufweisen. Die
Anschlussstifte sind dann beispielsweise in einem von 0° und 90° abweichenden Winkel
zur Hauptwickelachse ausgerichtet. Bei einer derartigen besonders bevorzugten Wickelvorrichtung
zur Herstellung von als elektrische Spulen ausgebildeten Wickelgütern sind die Materialausgänge
entsprechend als Drahtausgänge ausgebildet.
[0015] Des Weiteren ist mit dieser Steuerungs- und/oder Regelungseinheit auch der fünfte
Elektromotor steuerbar und/oder regelbar. Dieser fünfte Elektromotor ist vorteilhafterweise
ebenfalls als ein Servomotor ausgebildet. Durch die dadurch ermöglichte hochgenaue
Steuerung und/oder Regelung auch dieses fünften Elektromotors sind auch die Wickelkörperaufnahmen
und die auf diesen angeordneten Wickelkörper hochgenau drehbar, so dass die Wickelkörper
in einem jeweils vorgegebenen Drehwinkel positionierbar sind. Dies ermöglicht die
hochgenaue Ausrichtung eines jeweils vorgegebenen Bereichs der Wickelkörper, beispielsweise
von deren Anschlussstiften. Durch die gemeinsame Steuerung und/oder Regelung der fünf
Elektromotoren sind auf diese Weise jeweils zu bewickelnde Bereiche der Wickelkörper
und die Materialausgänge der Materialführungseinheiten hochgenau zueinander auszurichten
und relativ zueinander zu bewegen, um dadurch auch das Bewickeln komplex ausgebildeter
Wickelkörper zu ermöglichen.
[0016] In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer derartigen Wickelvorrichtung,
welche eine Mehrzahl von drehbaren Wickelkörperaufnahmen, auf welchen jeweils ein
zu bewickelnder Wickelkörper anzuordnen ist, und einen Materialführerbalken umfasst,
an welchem für jede Wickelkörperaufnahme jeweils eine Materialführungseinheit zur
Zuführung eines Wickelmaterials zum jeweiligen zu bewickelnden Wickelkörper angeordnet
ist, wird der Materialführerbalken mittels eines ersten Elektromotors in x-Richtung,
mittels eines zweiten Elektromotors in y-Richtung, mittels eines dritten Elektromotors
in z-Richtung eines dreidimensionalen Koordinatensystems verschoben und mittels eines
vierten Elektromotors um eine Drehachse gedreht, welche parallel zur x-Richtung ausgerichtet
ist. Die Wickelkörperaufnahmen und die auf diesen angeordneten Wickelkörper werden
mittels eines fünften Elektromotors gedreht. Durch dieses Verfahren zum Betrieb der
Wickelvorrichtung wird das Bewickeln auch komplexer ausgebildeter Wickelkörper, welche
insbesondere Teilbereiche mit voneinander abweichenden Wickelachsen und/oder Wickelrichtungen
aufweisen, ermöglicht. Beispielsweise sind zu bewickelnde Anschlussstifte, auch als
Anschlusspins bezeichnet, abweichend von einer Hauptwickelachse, d. h, von einer Rotationsachse
des als eine elektrische Spule ausgebildeten zu bewickelnden Wickelkörpers ausgerichtet.
Daher ist zum Bewickeln der Anschlussstifte auch der Materialführerbalken entsprechend
auszurichten. Dies kann mittels der Elektromotoren hochgenau erfolgen.
[0017] Auf diese Weise können eine Vielzahl von Wickelgütern bewickelt werden, beispielsweise
Spulen, insbesondere elektrische Spulen, mit einem Spulendraht oder Teile von Elektromotoren
mit einem entsprechenden Draht oder andere Spulen oder Spindeln mit Drähten oder Fäden
oder auch andere Wickelkörper mit einem anderen Wickelmaterial. Insbesondere sind
auf diese Weise eine Vielzahl unterschiedlich ausgebildeter Spulenkörper elektrischer
Spulen bewickelt werden, welche Anschlussstifte aufweisen können, die in einer Vielzahl
von Richtungen ausgerichtet sind. Mit Wickelvorrichtungen nach dem Stand der Technik,
welche pneumatische Antriebe aufweisen, ist dies nicht möglich, da diese in jeder
Bewegungsrichtung jeweils nur zwei Endanschläge aufweisen, so dass der Materialführerbalken
in jeder Bewegungsrichtung nur an jeweils einen dieser Endanschläge zu bewegen ist.
Zwischenstellungen sind nicht möglich. Die Elektromotoren ermöglichen im Gegensatz
dazu die Bewegung auf eine beliebige Zwischenstellung auf einem Bewegungsweg zwischen
den jeweiligen Endanschlägen.
[0018] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden mittels einer als Wickelvorrichtung
zur Herstellung von als Spulen, insbesondere als elektrische Spulen ausgebildeten
Wickelgütern derartige elektrische Spulen hergestellt. In dieser Ausführungsform sind
die drehbaren Wickelkörperaufnahmen als Spulenkörperaufnahmen ausgebildet, auf welchen
jeweils ein als Spulenkörper ausgebildeter zu bewickelnder Wickelkörper angeordnet
wird. Der Materialführerbalken ist dann als ein Drahtführerbalken ausgebildet. Dessen
Materialführungseinheiten sind als Drahtführungseinheiten ausgebildet, welche als
Wickelmaterial jeweils einen Spulendraht führen.
[0019] Zweckmäßigerweise werden mittels einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit die
Elektromotoren der Wickelvorrichtung derart gesteuert und/oder geregelt, dass der
Materialführerbalken auf beliebig vorgebbaren Bahnkurven in jede beliebige vorgebbare
Stellung bewegt werden kann. Durch diese Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, welche
zweckmäßigerweise als eine CNC-Steuerung und/oder - regelung (Computerized Numerical
Control) ausgebildet ist, werden hochgenaue Wickeloperationen ermöglicht. Mittels
einer entsprechenden Programmierung dieser Steuerungs- und/oder Regelungseinheit in
Form einer entsprechenden CNC-Software wird es auf diese Weise ermöglicht, Stellungen
vorzugeben, auf welche sich der Materialführerbalken jeweils bewegen soll, und für
jede derartige Stellung eine jeweilige Bahnkurve vorzugeben, auf welcher die Stellung
erreicht werden soll. Die jeweilige Stellung des Materialführerbalkens wird dabei
gebildet durch dessen Position im Raum und durch dessen Drehposition auf der Drehachse.
Dabei liegen die jeweiligen Stellungen und Bahnkurven natürlich alle innerhalb eines
möglichen Bewegungsraums, welcher durch jeweilige mechanische Gegebenheiten der Wickelmaschine
begrenzt ist, d. h. durch jeweilige maximal erreichbare Verschiebe- bzw. Drehpositionen
in den einzelnen Bewegungsrichtungen.
[0020] Vorzugsweise werden die Elektromotoren mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit
derart gesteuert und/oder geregelt, dass Materialausgänge der Materialführungseinheiten
während eines Drehens des Materialführerbalkens jeweils an einem aktuell vorgegebenen
Raumpunkt des dreidimensionalen Koordinatensystems verbleiben. Da sich diese Materialausgänge
nicht auf der Drehachse befinden, um welche der Materialführerbalken drehbar ist,
ist auch für eine derartige Operation eine hochkomplexe Steuerung und/oder Regelung
zumindest einiger der vier Elektromotoren erforderlich. Auf diese Weise wird eine
Änderung einer Wickelrichtung ermöglicht, wobei eine Spannung der zu wickelnden Wickelmaterialien
aufrechterhalten bleibt, aber auch nicht zu groß wird, um ein Reißen des jeweiligen
zu wickelnden Wickelmaterials zu verhindern. Dies ermöglicht beispielsweise ein Wickeln
auch komplexer ausgebildeter Spulen und insbesondere von Anschlussstiften dieser Spulen,
welche eine von der Hauptwickelachse des Wickelkörpers und beispielsweise auch von
einer Senkrechten zu dieser Hauptwickelachse abweichende Ausrichtung aufweisen. Beispielsweise
sind die Anschlussstifte in einem von 0° und 90° abweichenden Winkel zur Hauptwickelachse
ausgerichtet. Bei einer derartigen besonders bevorzugten Wickelvorrichtung zur Herstellung
von als elektrische Spulen ausgebildeten Wickelgütern sind die Materialausgänge entsprechend
als Drahtausgänge ausgebildet.
[0021] Vorteilhafterweise werden die Elektromotoren derart gesteuert und/oder geregelt,
dass der Materialführerbalken helixförmige Bewegungen ausführt. Dies ermöglicht ein
Bewickeln allein durch die Bewegungen des Materialführerbalkens, so dass beispielsweise
auch ein Bewickeln von Bereichen möglich ist, welche abweichend von einer Drehrichtung
und/oder Hauptwickelachse und/oder Wickelrichtung des jeweiligen Wickelkörpers ausgerichtet
sind.
[0022] Des Weiteren kann mit dieser Steuerungs- und/oder Regelungseinheit auch der fünfte
Elektromotor gesteuert und/oder geregelt werden. Dieser fünfte Elektromotor ist vorteilhafterweise
ebenfalls als ein Servomotor ausgebildet. Durch die dadurch ermöglichte hochgenaue
Steuerung und/oder Regelung auch dieses fünften Elektromotors können auch die Wickelkörperaufnahmen
und die auf diesen angeordneten Wickelkörper hochgenau gedreht werden, so dass die
Wickelkörper in einem jeweils vorgegebenen Drehwinkel positionierbar sind. Dies ermöglicht
die hochgenaue Ausrichtung eines jeweils vorgegebenen Bereichs der Wickelkörper, beispielsweise
von deren Anschlussstiften. Durch die gemeinsame Steuerung und/oder Regelung der fünf
Elektromotoren können auf diese Weise jeweils zu bewickelnde Bereiche der Wickelkörper
und die Materialausgänge der Materialführungseinheiten hochgenau zueinander ausgerichtet
und relativ zueinander bewegt werden, um dadurch auch das Bewickeln komplex ausgebildeter
Wickelkörper zu ermöglichen.
[0023] Bevorzugt werden Anschlussstifte der als Spulenkörper von Spulen, insbesondere von
elektrischen Spulen ausgebildeten Wickelkörper bei Stillstand der Wickelkörper durch
Bewegen des Materialführerbalkens mit einem jeweiligen als Spulendraht ausgebildeten
Wickelmaterial bewickelt. Dies wird durch die helixförmigen Bewegungen des Materialführerbalkens
ermöglicht. Diese Anschlussstifte sind häufig abweichend von der Hauptwickelachse,
d. h. von der Rotationsachse des Wickelkörpers angeordnet und/oder ausgerichtet, so
dass ein Bewickeln durch Drehen des Wickelkörpers nicht möglich ist. Daher wird der
Wickelkörper zu deren Bewickeln nicht bewegt, sondern diese Anschlussstifte werden,
nachdem der Materialführerbalken entsprechend ausgerichtet ist, durch ein Bewegen
des Materialführerbalkens bewickelt. Durch entsprechende helixförmige Bewegungen wird
das Wickelmaterial, d. h. der Spulendraht um diese Anschlussstifte herumgewickelt.
[0024] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher
erläutert.
[0025] Darin zeigen:
- Figur 1A
- schematisch eine Querschnittdarstellung einer Wickelvorrichtung, in welcher ein Materialführerbalken
in einer ersten Stellung positioniert ist,
- Figur 1B
- schematisch eine Querschnittdarstellung einer Wickelvorrichtung, in welcher ein Materialführerbalken
in einer zweiten Stellung positioniert ist,
- Figur 1C
- schematisch eine Frontansicht einer Wickelvorrichtung ohne Gehäuse, in welcher ein
Materialführerbalken in einer ersten oder zweiten Stellung positioniert ist,
- Figur 2A
- schematisch eine Querschnittdarstellung einer Wickelvorrichtung, in welcher ein Materialführerbalken
in einer dritten Stellung positioniert ist,
- Figur 2B
- schematisch eine Frontansicht einer Wickelvorrichtung ohne Gehäuse, in welcher ein
Materialführerbalken in einer dritten Stellung positioniert ist,
- Figur 3A
- schematisch eine Querschnittdarstellung einer Wickelvorrichtung, in welcher ein Materialführerbalken
in einer vierten Stellung positioniert ist,
- Figur 3B
- schematisch eine Frontansicht einer Wickelvorrichtung ohne Gehäuse, in welcher ein
Materialführerbalken in einer vierten Stellung positioniert ist,
- Figur 4A
- schematisch eine Querschnittdarstellung einer Wickelvorrichtung, in welcher ein Materialführerbalken
in einer fünften Stellung positioniert ist,
- Figur 4B
- schematisch eine Frontansicht einer Wickelvorrichtung ohne Gehäuse, in welcher ein
Materialführerbalken in einer fünften Stellung positioniert ist,
- Figur 5
- schematisch eine erste perspektivische Darstellung eines an einem U-förmigen Bügel
angeordneten Materialführerbalkens,
- Figur 6
- schematisch eine zweite perspektivische Darstellung eines an einem U-förmigen Bügel
angeordneten Materialführerbalkens,
- Figur 7
- schematisch eine Frontansicht eines an einem U-förmigen Bügel angeordneten Materialführerbalkens,
- Figur 8
- schematisch ein an einem U-förmigen Bügel angeordneter Materialführerbalken in einer
Draufsicht von oben,
- Figur 9
- schematisch eine Seitenansicht eines an einem U-förmigen Bügel angeordneten Materialführerbalkens,
- Figur 10
- schematisch eine Querschnittdarstellung eines an einem U-förmigen Bügel angeordneten
Materialführerbalkens,
- Figur 11
- schematisch eine Längsschnittdarstellung eines an einem U-förmigen Bügel angeordneten
Materialführerbalkens,
- Figur 12
- schematisch eine erste Ausführungsform einer bewickelten elektrischen Spule,
- Figur 13
- schematisch eine zweite Ausführungsform einer bewickelten elektrischen Spule, und
- Figur 14
- schematisch eine dritte Ausführungsform einer bewickelten elektrischen Spule.
[0026] Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
[0027] Die Figuren 1A bis 4B zeigen Querschnittdarstellungen und jeweils zugehörige Frontansichten
einer Wickelvorrichtung 1 zur Herstellung von Wickelgütern 2 mit einem in verschiedenen
beispielhaften Stellungen positionierten Materialführerbalken 3. Dabei ist die Wickelvorrichtung
1 in den Querschnittdarstellungen jeweils mit einem Gehäuse 4 und in den Frontansichten
aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils ohne das Gehäuse 4 dargestellt. Dieses Gehäuse
4 dient insbesondere einem Abschluss eines Arbeitsraums, in welchem mittels eines
Verfahrens zum Betrieb der Wickelvorrichtung 1 Wickelkörper 5 mit einem Wickelmaterial
6 bewickelt werden, um auf diese Weise die Wickelgüter 2 herzustellen. Insbesondere
aus Gründen des Arbeitsschutzes ist dieser Arbeitsraum durch das Gehäuse 4 verschlossen.
Das Gehäuse 4 ist dabei lediglich zu öffnen, um beispielsweise die mittels der Wickelvorrichtung
1 fertiggestellten Wickelgüter 2 zu entnehmen und/oder neu zu bewickelnde Wickelkörper
5 in der Wickelvorrichtung 1 anzuordnen.
[0028] Die Figuren 5 bis 11 zeigen verschiedene Darstellungen des Materialführerbalkens
3, welcher an einem U-förmigen Bügel 7 angeordnet ist, der als Halterung des Materialführerbalkens
3 dient. Die Figuren 12 bis 14 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Wickelgütern
2, welche mittels der Wickelvorrichtung 1 und des Verfahrens zu deren Betrieb herstellbar
sind. Die hier dargestellten Wickelgüter 2 sind als Spulen, insbesondere als elektrische
Spulen ausgebildet. Die dargestellte und im Folgenden beschriebene bevorzugte Ausführungsform
der Wickelvorrichtung 1 ist eine Wickelvorrichtung 1 zur Herstellung dieser als elektrische
Spulen ausgebildeten Wickelgüter 2. Bei dieser Wickelvorrichtung 1 ist daher der Materialführerbalken
3 als ein Drahtführerbalken ausgebildet. Die Wickelkörper 5 der als Spulen ausgebildeten
Wickelgüter 2 sind als Spulenkörper ausgebildet, welche jeweils mit einem als Spulendraht
ausgebildeten Wickelmaterial 6 zu bewickeln sind.
[0029] Die Wickelvorrichtung 1 umfasst eine Mehrzahl von als Spulenkörperaufnahmen ausgebildeten
drehbaren Wickelkörperaufnahmen 8, auf welchen jeweils ein zu bewickelnder Wickelkörper
5 anzuordnen ist. Der Materialführerbalken 3 der Wickelvorrichtung 1 weist für jede
Wickelkörperaufnahme 8 jeweils eine als Drahtführungseinheit ausgebildete Materialführungseinheit
9 zur Zuführung des Wickelmaterials 6 zum jeweiligen zu bewickelnden Wickelkörper
5 auf. Jeder dieser Materialführungseinheiten 9 ist eine Schneideinheit 10 zugeordnet,
mittels welcher das jeweilige als Spulendraht ausgebildete Wickelmaterial 6 nach dem
vollständigen Bewickeln des jeweiligen Wickelgutes 2 zu durchtrennen ist, so dass
das Wickelgut 2, im hier dargestellten Beispiel die Spule, aus der Wickelvorrichtung
1 zu entnehmen ist. Dabei erfolgt das Abnehmen der fertiggestellten Wickelgüter 2
von der jeweiligen Wickelkörperaufnahme 8 und das Anordnen eines neuen, zu bewickelnden
Wickelkörpers 5 auf die jeweilige Wickelkörperaufnahme 8 mittels einer Transporteinheit
11 der Wickelvorrichtung 1.
[0030] Der Materialführerbalken 3 ist mittels eines ersten Elektromotors M1 in x-Richtung
x, mittels eines zweiten Elektromotors M2 in y-Richtung y, mittels eines dritten Elektromotors
M3 in z-Richtung z eines dreidimensionalen Koordinatensystems verschiebbar und mittels
eines vierten Elektromotors M4 um eine Drehachse D drehbar, welche parallel zur x-Richtung
x ausgerichtet ist. Die Elektromotoren M1, M2, M3, M4 sind jeweils als Servomotoren
ausgebildet. Des Weiteren weist die Wickelvorrichtung noch einen hier nicht näher
dargestellten fünften Elektromotor zum Drehen der Wickelkörperaufnahmen 8 und der
daran angeordneten Wickelkörper 5 auf.
[0031] Der Materialführerbalken 3 ist, wie in den Figuren 5 bis 11 näher dargestellt, an
dem U-förmigen Bügel 7 drehbar angeordnet. Dabei verläuft die Drehachse D durch Schenkel
des Bügels 7. Der vierte Elektromotor M4 ist zwischen den Schenkeln des Bügels 7 auf
der Drehachse D angeordnet. Dies ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der
Wickelvorrichtung 1, da auf diese Weise eine Länge und dadurch ein erforderlicher
Bauraum des Materialführerbalkens 3 gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten
Lösungen, welche pneumatische Antriebe seitlich des Materialführerbalkens 3 aufweisen,
erheblich reduziert ist. Zudem sind dadurch eine größere Stabilität des Materialführerbalkens
3 und geringere Vibrationen erreicht.
[0032] Die Wickelvorrichtung 1 umfasst eine hier nicht näher dargestellte Steuerungs- und/oder
Regelungseinheit, mittels welcher die Elektromotoren M1, M2, M3, M4 derart steuerbar
und/oder regelbar sind, dass der Materialführerbalken 3 auf beliebig vorgebbaren Bahnkurven
in jede beliebige vorgebbare Stellung bewegbar ist. Beispiele für derartige Stellungen,
in welche der Materialführerbalken 3 bewegbar ist, sind in den Figuren 1A bis 4B dargestellt.
[0033] So ist der Materialführerbalken 3 in Figur 1A in einer unteren Stellung im Bereich
der Wickelkörperaufnahmen 8 positioniert und derart gedreht, dass die Materialführungseinheiten
9 vertikal ausgerichtet sind. In Figur 1B ist der Materialführerbalken 3 in einer
unteren und von den Wickelkörperaufnahmen 8 beabstandeten Stellung positioniert, wobei
die Materialführungseinheiten 9 ebenfalls vertikal ausgerichtet sind. Figur 1C zeigt
eine Frontansicht dieser unteren Stellungen des Materialführerbalkens 3.
[0034] Die Figuren 2A und 2B zeigen den Materialführerbalken 3 in der unteren und von den
Wickelkörperaufnahmen 8 beabstandeten Stellung, wobei nun der Materialführerbalken
3 derart um die Drehachse D verdreht ist, dass die Materialführungseinheiten 9 horizontal
ausgerichtet sind. In den Figuren 3A und 3B ist der Materialführerbalken 3 in einer
oberen und von den Wickelkörperaufnahmen 8 beabstandeten Stellung positioniert, wobei
die Materialführungseinheiten 9 vertikal ausgerichtet sind. In den Figuren 4A und
4B ist der Materialführerbalken 3 in einer oberen und von den Wickelkörperaufnahmen
8 beabstandeten Stellung positioniert, wobei die Materialführungseinheiten 9 horizontal
ausgerichtet sind.
[0035] Durch diese Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, welche zweckmäßigerweise als eine
CNC-Steuerung und/oder -regelung (Computerized Numerical Control) ausgebildet ist,
sind hochgenaue Wickeloperationen ermöglicht. Mittels einer entsprechenden Programmierung
dieser Steuerungs- und/oder Regelungseinheit in Form einer entsprechenden CNC-Software
ist es auf diese Weise ermöglicht, Stellungen vorzugeben, auf welche sich der Materialführerbalken
3 jeweils bewegen soll, und für jede derartige Stellung eine jeweilige Bahnkurve vorzugeben,
auf welcher die Stellung erreicht werden soll. Die jeweilige Stellung des Materialführerbalkens
3 wird dabei gebildet durch dessen Position im Raum und durch dessen Drehposition
auf der Drehachse D. Dabei liegen die jeweiligen Stellungen und Bahnkurven natürlich
alle innerhalb eines möglichen Bewegungsraums, welcher durch jeweilige mechanische
Gegebenheiten der Wickelmaschine 1 begrenzt ist, d. h. durch jeweilige maximal erreichbare
Verschiebe- bzw. Drehpositionen in den einzelnen Bewegungsrichtungen. Die in den Figuren
1A bis 4B dargestellten Stellungen sind daher nur Beispiele möglicher Stellungen,
die der Materialführerbalken 3 einnehmen kann, wobei hier insbesondere mögliche Extremstellungen
dargestellt sind.
[0036] Insbesondere können die Elektromotoren M1, M2, M3, M4 mittels der Steuerungs- und/oder
Regelungseinheit derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass als Drahtausgänge
ausgebildete Materialausgänge 12 der Materialführungseinheiten 9 während eines Drehens
des Materialführerbalkens 3 um die Drehachse D jeweils an einem aktuell vorgegebenen
Raumpunkt des dreidimensionalen Koordinatensystems verbleiben. Da sich diese Materialausgänge
12 nicht auf der Drehachse D befinden, sondern durch das Drehen des Materialführerbalkens
3 auf einer Kreisbahn um diese Drehachse D herum schwenken, ist es erforderlich, während
der Drehbewegung des Materialführerbalkens 3 gleichzeitig ausgleichende Bewegungen
in y-Richtung y und in z-Richtung z des dreidimensionalen Koordinatensystems durchzuführen
und während dessen die Ausrichtung des Materialführerbalkens 3 in x-Richtung x des
dreidimensionalen Koordinatensystems beizubehalten, um die Materialausgänge 12 der
Materialführungseinheiten 9 während des Drehens des Materialführerbalkens 3 um die
Drehachse D jeweils an dem aktuell vorgegebenen Raumpunkt des dreidimensionalen Koordinatensystems
zu halten. Daher ist auch für eine derartige Operation eine hochkomplexe Steuerung
und/oder Regelung zumindest einiger der vier Elektromotoren M1, M2, M3, M4 erforderlich.
[0037] Auf diese Weise ist eine Änderung einer Wickelrichtung ermöglicht, wobei eine Spannung
der zu wickelnden Wickelmaterialien 6 aufrechterhalten bleibt, aber auch nicht zu
groß wird, um ein Reißen des jeweiligen zu wickelnden Wickelmaterials 6 zu verhindern.
Dies ermöglicht beispielsweise, wie in den Figuren 12 bis 14 dargestellt, ein Wickeln
auch komplexer ausgebildeter Spulen und insbesondere von Anschlussstiften 13 dieser
Spulen, welche eine von einer Hauptwickelachse W des Wickelkörpers 5 abweichende Ausrichtung
aufweisen.
[0038] Des Weiteren können die Elektromotoren M1, M2, 3, M4 mittels der Steuerungs- und/oder
Regelungseinheit derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass der Materialführerbalken
3 helixförmige Bewegungen ausführt. Dies ermöglicht es insbesondere, die Anschlussstifte
13 der als Spulenkörper ausgebildeten Wickelkörper 5 bei Stillstand der Wickelkörper
5 allein durch Bewegen des Materialführerbalkens 3 mit einem jeweiligen als Spulendraht
ausgebildeten Wickelmaterial 6 zu bewickeln. Für diese helixförmigen Bewegungen ist
es erforderlich, den Materialführerbalken 3 in x-Richtung x, y-Richtung y und z-Richtung
z des dreidimensionalen Koordinatensystems zu bewegen.
[0039] Des Weiteren kann mit dieser Steuerungs- und/oder Regelungseinheit auch der fünfte
Elektromotor gesteuert und/oder geregelt werden. Dieser fünfte Elektromotor ist vorteilhafterweise
ebenfalls als ein Servomotor ausgebildet. Durch die dadurch ermöglichte hochgenaue
Steuerung und/oder Regelung auch dieses fünften Elektromotors können auch die Wickelkörperaufnahmen
8 und die auf diesen angeordneten Wickelkörper 5 hochgenau gedreht werden, so dass
die Wickelkörper 5 in einem jeweils vorgegebenen Drehwinkel positionierbar sind. Dies
ermöglicht die hochgenaue Ausrichtung eines jeweils vorgegebenen Bereichs der Wickelkörper
5, beispielsweise von deren Anschlussstiften 13. Durch die gemeinsame Steuerung und/oder
Regelung der fünf Elektromotoren können auf diese Weise jeweils zu bewickelnde Bereiche
der Wickelkörper 5 und die Materialausgänge 12 der Materialführungseinheiten 9 hochgenau
zueinander ausgerichtet und relativ zueinander bewegt werden, um dadurch auch das
Bewickeln komplex ausgebildeter Wickelkörper 5 zu ermöglichen.
[0040] Diese Wickelvorrichtung 1 ermöglicht das Bewickeln auch komplexer ausgebildeter Wickelkörper
5, welche insbesondere Teilbereiche mit voneinander abweichenden Wickelachsen und/oder
Wickelrichtungen aufweisen. Beispielsweise sind, abweichend von dem in Figur 12 dargestellten
Wickelkörper 5 mit parallel zu der Hauptwickelachse W ausgerichteten Anschlussstiften
13, die zu bewickelnden Anschlussstifte 13 abweichend von der Hauptwickelachse W des
zu bewickelnden Wickelkörpers 5 ausgerichtet, wie in den Figuren 13 und 14 dargestellt.
Die Hauptwickelachse W entspricht einer Rotationsachse des Wickelkörpers 5 während
Drehungen auf der jeweiligen Wickelkörperaufnahme 8 der Wickelvorrichtung 1. Hauptwicklungen
des als elektrische Spule ausgebildeten Wickelgutes 2 werden durch Drehen des Wickelkörpers
5 mittels der Wickelkörperaufnahme 8 ausgebildet. Dabei wird das auf den Wickelkörper
5 aufzuwickelnde Wickelmaterial 6, d. h. der Spulendraht, während des Drehens des
Wickelkörpers 5 einmal oder mehrfach mittels der jeweiligen Materialführungseinheit
9 von einer Stirnseite zur anderen Stirnseite des Wickelkörpers 5 bewegt. Sind die
Anschlussstifte 13, wie in Figur 12 dargestellt, parallel zur Hauptwickelachse W,
d. h. parallel zur Rotationsachse des Wickelkörpers 5 ausgerichtet, so können auf
ähnliche Weise auch die Anschlussstifte 13 mit dem als Spulendraht ausgebildeten Wickelmaterial
6 bewickelt werden.
[0041] Dies ist jedoch bei den in Figur 13 und Figur 14 beispielhaft dargestellten, als
Spulenkörper elektrischer Spulen ausgebildeten Wickelkörpern 5 nicht möglich. Der
in Figur 13 dargestellte Wickelkörper 5 weist Anschlussstifte 13 auf, die senkrecht
zur Hauptwickelachse W des Wickelkörpers 5 ausgerichtet sind und der in Figur 14 dargestellte
Wickelkörper 5 weist Anschlussstifte 13 auf, die jeweils in einem von 0° und 90° abweichenden
Winkel zur Hauptwickelachse W des Wickelkörpers 5 ausgerichtet sind. Daher ist zum
Bewickeln der Anschlussstifte 13 auch der Materialführerbalken 3 entsprechend auszurichten.
Dies kann mittels der Elektromotoren M1, M2, M3, M4 hochgenau erfolgen, insbesondere
aufgrund der Steuerung und/oder Regelung der als Servomotoren ausgebildeten Elektromotoren
M1, M2, M3, M4. Die Anschlussstifte 13, die abweichend von der Hauptwickelachse W
des Wickelkörpers 5 ausgerichtet sind, werden dann bei Stillstand des Wickelkörpers
5 allein durch entsprechende helixförmige Bewegungen des Materialführerbalkens 3 bewickelt.
[0042] Auf diese Weise sind mittels der Wickelvorrichtung 1 und des Verfahrens zu deren
Betrieb insbesondere eine Vielzahl unterschiedlich ausgebildeter Spulenkörper elektrischer
Spulen zu bewickeln, welche Anschlussstifte 13 aufweisen können, die in einer Vielzahl
von Richtungen ausgerichtet sind. Mit Wickelvorrichtungen nach dem Stand der Technik,
welche pneumatische Antriebe aufweisen, ist dies nicht möglich, da diese in jeder
Bewegungsrichtung jeweils nur zwei Endanschläge aufweisen, so dass der Materialführerbalken
3 in jeder Bewegungsrichtung nur an jeweils einen dieser Endanschläge zu bewegen ist.
Zwischenstellungen sind nicht möglich. Die Elektromotoren M1, M2, M3, M4 ermöglichen
im Gegensatz dazu die Bewegung auf eine beliebige Zwischenstellungen auf einem Bewegungsweg
zwischen den jeweiligen Endanschlägen.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0043]
- 1
- Wickelvorrichtung
- 2
- Wickelgut
- 3
- Materialführerbalken
- 4
- Gehäuse
- 5
- Wickelkörper
- 6
- Wickelmaterial
- 7
- Bügel
- 8
- Wickelkörperaufnahme
- 9
- Materialführungseinheit
- 10
- Schneideinheit
- 11
- Transporteinheit
- 12
- Materialausgang
- 13
- Anschlussstift
- D
- Drehachse
- W
- Hauptwickelachse
- M1
- erster Elektromotor
- M2
- zweiter Elektromotor
- M3
- dritter Elektromotor
- M4
- vierter Elektromotor
- x
- x-Richtung
- y
- y-Richtung
- z
- z-Richtung
1. Wickelvorrichtung (1) zur Herstellung von Wickelgütern (2),
umfassend eine Mehrzahl von drehbaren Wickelkörperaufnahmen (8), auf welchen jeweils
ein zu bewickelnder Wickelkörper (5) anzuordnen ist, und einen Materialführerbalken
(3), an welchem für jede Wickelkörperaufnahme (8) jeweils eine Materialführungseinheit
(9) zur Zuführung eines Wickelmaterials (6) zum jeweiligen zu bewickelnden Wickelkörper
(5) angeordnet ist, wobei der Materialführerbalken (3) mittels eines ersten Elektromotors
(M1) in x-Richtung (x), mittels eines zweiten Elektromotors (M2) in y-Richtung (y),
mittels eines dritten Elektromotors (M3) in z-Richtung (z) eines dreidimensionalen
Koordinatensystems verschiebbar und mittels eines vierten Elektromotors (M4) um eine
Drehachse (D) drehbar ist, welche parallel zur x-Richtung (x) ausgerichtet ist.
2. Wickelvorrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Materialführerbalken (3) an einem U-förmigen Bügel (7) drehbar angeordnet ist,
wobei die Drehachse (D) durch Schenkel des Bügels (7) verläuft und wobei der vierte
Elektromotor (M4) zwischen den Schenkeln des Bügels (7) auf der Drehachse (D) angeordnet
ist.
3. Wickelvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (M1, M2, M3, M4) jeweils als Servomotoren ausgebildet sind.
4. Wickelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend eine Steuerungs- und/oder Regelungseinheit, mittels welcher die Elektromotoren
(M1, M2, M3, M4) derart steuerbar und/oder regelbar sind, dass der Materialführerbalken
(3) auf beliebig vorgebbaren Bahnkurven in jede beliebige vorgebbare Stellung bewegbar
ist.
5. Wickelvorrichtung (1) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (M1, M2, M3, M4) mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit
derart steuerbar und/oder regelbar sind, dass Materialausgänge (12) der Materialführungseinheiten
(9) während eines Drehens des Materialführerbalkens (3) jeweils an einem aktuell vorgegebenen
Raumpunkt des dreidimensionalen Koordinatensystems verbleiben.
6. Wickelvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend einen fünften Elektromotor zum Drehen der Wickelkörperaufnahmen (8) und
der auf diesen angeordneten Wickelkörper (5).
7. Wickelvorrichtung (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der fünfte Elektromotor als ein Servomotor ausgebildet ist.
8. Wickelvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der fünfte Elektromotor mit der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit steuerbar und/oder
regelbar ist.
9. Verfahren zum Betrieb einer Wickelvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
welche eine Mehrzahl von drehbaren Wickelkörperaufnahmen (8), auf welchen jeweils
ein zu bewickelnder Wickelkörper (5) anzuordnen ist, und einen Materialführerbalken
(3) umfasst, an welchem für jede Wickelkörperaufnahme (8) jeweils eine Materialführungseinheit
(9) zur Zuführung eines Wickelmaterials (6) zum jeweiligen zu bewickelnden Wickelkörper
(5) angeordnet ist, wobei der Materialführerbalken (3) mittels eines ersten Elektromotors
(M1) in x-Richtung (x), mittels eines zweiten Elektromotors (M2) in y-Richtung (y),
mittels eines dritten Elektromotors (M3) in z-Richtung (z) eines dreidimensionalen
Koordinatensystems verschoben und mittels eines vierten Elektromotors (M4) um eine
Drehachse (D) gedreht wird, welche parallel zur x-Richtung (x) ausgerichtet ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Steuerungs- und/oder Regelungseinheit die Elektromotoren (M1, M2, M3,
M4) der Wickelvorrichtung (1) derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass der
Materialführerbalken (3) auf beliebig vorgebbaren Bahnkurven in jede beliebige vorgebbare
Stellung bewegt werden kann.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (M1, M2, M3, M4) mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit
derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass Materialausgänge (12) der Materialführungseinheiten
(9) während eines Drehens des Materialführerbalkens (3) jeweils an einem aktuell vorgegebenen
Raumpunkt des dreidimensionalen Koordinatensystems verbleiben.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (M1, M2, M3, M4) derart gesteuert und/oder geregelt werden, dass
der Materialführerbalken (3) helixförmige Bewegungen ausführt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass Anschlussstifte (13) der Wickelkörper (5) bei Stillstand der Wickelkörper (5) durch
Bewegen des Materialführerbalkens (3) mit einem jeweiligen Wickelmaterial (6) bewickelt
werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelkörperaufnahmen (8) und die auf diesen angeordneten Wickelkörper (5) mittels
eines fünften Elektromotors gedreht werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass der fünfte Elektromotor mittels der Steuerungs- und/oder Regelungseinheit gesteuert
und/oder geregelt wird.
1. Coiling device (1) for producing coil windings (2), comprising a plurality of rotatable
bobbin receptacles (8), on which a bobbin (5) to be wound onto can be respectively
arranged, and a material guide bar (3), on which a material guiding unit (9), for
feeding a winding material (6) to the respective bobbin (5) to be wound onto, is respectively
arranged for each bobbin receptacle (8), the material guide bar (3) being displaceable
by means of a first electric motor (M1) in the x direction (x), by means of a second
electric motor (M2) in the y direction (y) and by means of a third electric motor
(M3) in the z direction (z) of a system of three-dimensional coordinates and being
rotatable by means of a fourth electric motor (M4) about an axis of rotation (D),
which is aligned parallel to the x direction (x).
2. Coiling device (1) according to Claim 1, characterized in that the material guide bar (3) is arranged rotatably on a U-shaped bracket (7), the axis
of rotation (D) passing through limbs of the bracket (7) and the fourth electric motor
(M4) being arranged between the limbs of the bracket (7) on the axis of rotation (D).
3. Coiling device (1) according to Claim 1 or 2, characterized in that the electric motors (M1, M2, M3, M4) are respectively formed as servomotors.
4. Coiling device (1) according to one of the preceding claims, comprising an open-loop
and/or closed-loop control unit, by means of which the electric motors (M1, M2, M3,
M4) are controllable in an open-loop and/or closed-loop manner in such a way that
the material guide bar (3) is movable on freely predeterminable path curves into any
freely predeterminable position.
5. Coiling device (1) according to Claim 4, characterized in that the electric motors (M1, M2, M3, M4) are controllable in an open-loop and/or closed-loop
manner by means of the open-loop and/or closed-loop control unit in such a way that,
during a turning of the material guide bar (3), material outputs (12) of the material
guiding units (9) respectively remain at a spatial point of the system of three-dimensional
coordinates predetermined at the particular time.
6. Coiling device (1) according to one of the preceding claims, comprising a fifth electric
motor for rotating the bobbin receptacles (8) and the bobbins (5) arranged on them.
7. Coiling device (1) according to Claim 6, characterized in that the fifth electric motor is formed as a servomotor.
8. Coiling device according to Claim 6 or 7, characterized in that the fifth electric motor is controllable in an open-loop and/or closed-loop manner
by the open-loop and/or closed-loop control unit.
9. Method for operating a coiling device (1) according to one of Claims 1 to 8, which
comprises a plurality of rotatable bobbin receptacles (8), on which a bobbin (5) to
be wound onto can be respectively arranged, and a material guide bar (3), on which
a material guiding unit (9), for feeding a winding material (6) to the respective
bobbin (5) to be wound onto, is respectively arranged for each bobbin receptacle (8),
the material guide bar (3) being displaced by means of a first electric motor (M1)
in the x direction (x), by means of a second electric motor (M2) in the y direction
(y) and by means of a third electric motor (M3) in the z direction (z) of a system
of three-dimensional coordinates and being rotated by means of a fourth electric motor
(M4) about an axis of rotation (D), which is aligned parallel to the x direction (x).
10. Method according to Claim 9, characterized in that the electric motors (M1, M2, M3, M4) of the coiling device (1) are controlled in
an open-loop and/or closed-loop manner by means of an open-loop and/or closed-loop
control unit in such a way that the material guide bar (3) can be moved on freely
predeterminable path curves into any freely predeterminable position.
11. Method according to Claim 10, characterized in that the electric motors (M1, M2, M3, M4) are controlled in an open-loop and/or closed-loop
manner by means of the open-loop and/or closed-loop control unit in such a way that,
during a turning of the material guide bar (3), material outputs (12) of the material
guiding units (9) respectively remain at a spatial point of the system of three-dimensional
coordinates predetermined at the particular time.
12. Method according to Claim 10 or 11, characterized in that the electric motors (M1, M2, M3, M4) are controlled in an open-loop and/or closed-loop
manner in such a way that the material guide bar (3) performs helical movements.
13. Method according to one of Claims 9 to 12, characterized in that connection pins (13) of the bobbins (5) are wound with a respective winding material
(6), with the bobbins (5) at a standstill, by moving of the material guide bar (3).
14. Method according to one of Claims 9 to 13, characterized in that the bobbin receptacles (8) and the bobbins (5) arranged on them are rotated by means
of a fifth electric motor.
15. Method according to Claim 14, characterized in that the fifth electric motor is controlled in an open-loop and/or closed-loop manner
by means of the open-loop and/or closed-loop control unit.
1. Dispositif de bobinage (1) destiné à fabriquer des produits enroulés (2), comprenant
une pluralité de logements rotatifs (8) pour corps de bobinage, sur lesquels doit
respectivement être disposé un corps de bobinage (5) à bobiner, et une poutre de guidage
de matière (3), sur laquelle, pour chaque logement de corps de bobinage (8), est respectivement
disposée une unité de guidage de matière (9) destinée à l'acheminement d'une matière
à bobiner (6) vers le corps de bobinage (5) respectif à bobiner, la poutre de guidage
de matière (3) pouvant être mise à coulisser dans le sens x (x) au moyen d'un premier
moteur électrique (M1), dans le sens y (y) au moyen d'un deuxième moteur électrique
(M2), dans le sens z (z) d'un système de coordonnées tridimensionnel au moyen d'un
troisième moteur électrique (M3) et pouvant être mise en rotation autour d'un axe
de rotation (D) au moyen d'un quatrième moteur électrique (M4), axe qui est orienté
parallèlement au sens x (x).
2. Dispositif de bobinage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la poutre de guidage de matière (3) est montée rotative sur un étrier en forme de
U (7), l'axe de rotation (D) passant par des branches de l'étrier (7) et le quatrième
moteur électrique (M4) étant disposé entre les branches de l'étrier (7) sur l'axe
de rotation (D).
3. Dispositif de bobinage (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moteurs électriques (M1, M2, M3, M4) sont respectivement réalisés sous la forme
de servomoteurs.
4. Dispositif de bobinage (1) selon l'une des revendications précédentes, comprenant
une unité de commande et/ou de régulation au moyen de laquelle les moteurs électriques
(M1, M2, M3, M4) peuvent être commandés et/ou régulés de telle sorte que la poutre
de guidage de matière (3) peut être déplacée sur une trajectoire quelconque pouvant
être prédéfinie dans n'importe quelle position pouvant être prédéfinie.
5. Dispositif de bobinage (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moteurs électriques (M1, M2, M3, M4) peuvent être commandés et/ou régulés au
moyen de l'unité de commande et/ou de régulation de telle sorte que les sorties de
matière (12) des unités de guidage de matière (9) demeurent respectivement à un point
dans l'espace prédéfini actuel du système de coordonnées tridimensionnel pendant une
rotation de la poutre de guidage de matière (3).
6. Dispositif de bobinage (1) selon l'une des revendications précédentes, comprenant
un cinquième moteur électrique destiné à faire tourner les logements de corps de bobinage
(8) ainsi que les corps de bobinage (5) disposés sur ceux-ci.
7. Dispositif de bobinage (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le cinquième moteur électrique est réalisé sous la forme d'un servomoteur.
8. Dispositif de bobinage (1) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le cinquième moteur électrique peut être commandé et/ou régulé avec l'unité de commande
et/ou de régulation.
9. Procédé pour faire fonctionner un dispositif de bobinage (1) selon l'une des revendications
1 à 8, lequel comprend une pluralité de logements rotatifs (8) pour corps de bobinage,
sur lesquels doit respectivement être disposé un corps de bobinage (5) à bobiner,
et une poutre de guidage de matière (3), sur laquelle, pour chaque logement de corps
de bobinage (8), est respectivement disposée une unité de guidage de matière (9) destinée
à l'acheminement d'une matière à bobiner (6) vers le corps de bobinage (5) respectif
à bobiner, la poutre de guidage de matière (3) étant mise à coulisser dans le sens
x (x) au moyen d'un premier moteur électrique (M1), dans le sens y (y) au moyen d'un
deuxième moteur électrique (M2), dans le sens z (z) d'un système de coordonnées tridimensionnel
au moyen d'un troisième moteur électrique (M3) et étant mise en rotation autour d'un
axe de rotation (D) au moyen d'un quatrième moteur électrique (M4), axe qui est orienté
parallèlement au sens x (x).
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moteurs électriques (M1, M2, M3, M4) du dispositif de bobinage (1) sont commandés
et/ou régulés au moyen d' une unité de commande et/ou de régulation de telle sorte
que la poutre de guidage de matière (3) peut être déplacée sur une trajectoire quelconque
pouvant être prédéfinie dans n'importe quelle position pouvant être prédéfinie.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moteurs électriques (M1, M2, M3, M4) sont commandés et/ou régulés au moyen de
l'unité de commande et/ou de régulation de telle sorte que les sorties de matière
(12) des unités de guidage de matière (9) demeurent respectivement à un point dans
l'espace prédéfini actuel du système de coordonnées tridimensionnel pendant une rotation
de la poutre de guidage de matière (3).
12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que les moteurs électriques (M1, M2, M3, M4) sont commandés et/ou régulés de telle sorte
que la poutre de guidage de matière (3) exécute des mouvements hélicoïdaux.
13. Procédé selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que les broches de raccordement (13) des corps de bobinage (5) sont bobinées avec une
matière à bobiner (6) correspondante lors de l'immobilisation des corps de bobinage
(5) par un déplacement de la poutre de guidage de matière (3).
14. Procédé selon l'une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que les logements de corps de bobinage (8) et les corps de bobinage (5) qui sont montés
sur ceux-ci sont mis en rotation au moyen d'un cinquième moteur électrique.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le cinquième moteur électrique est commandé et/ou régulé au moyen de l'unité de commande
et/ou de régulation.
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