DE1090742B

DE1090742B - Device for a winding machine for the production of single-layer wire windings with constant pitch on cores

Info

Publication number: DE1090742B
Application number: DEB47243A
Authority: DE
Inventors: Walter Douglass Engelhardt
Original assignee: Beckman Instruments Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 1957-05-14
Filing date: 1957-12-21
Publication date: 1960-10-13

Description

Vorrichtung für eine Wickelmaschine zur Herstellung von einlagigen Drahtwicklungen mit konstanter Steigung auf Kernen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Wickelmaschine zur Herstellung von einlagigen Drahtwicklungen mit konstanter Steigung auf Kernen, insbesondere für die Herstellung von Präzisions-Drahtwiderständen.Device for a winding machine for the production of single-ply Constant pitch wire windings on cores The invention relates to a device for a winding machine for the production of single-layer wire windings with constant Incline on cores, especially for the manufacture of precision wirewound resistors.

Zur Herstellung drahtgewickelter Widerstände sind Vorrichtungen bekannt, mit denen vorbestimmte Drahtabstände eingehalten werden sollen. Diese Vorrichtungen sind kompliziert, da sie Spanngewichte und Führungsdrähte verwenden, wobei sich zudem durch die Reibung des Führungsdrahtes am aufzuwickelnden Draht ein genauer Abstand zwischen den Drahtwindungen nicht herstellen läßt, da Durchmesserschwankungen des Aufwickeldrahtes und des Führungsdrahtes möglich sind.Devices are known for the production of wire-wound resistors, with which predetermined wire spacing should be maintained. These devices are complicated because they use tension weights and guidewires, being themselves In addition, the friction between the guide wire and the wire to be wound makes it more accurate Can not produce distance between the wire turns, because diameter fluctuations the winding wire and the guide wire are possible.

Es sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen an Stelle des Führungsdrahtes eine Leitspindel verwendet wird, die zwischen der Drahtvorratsspule und dem Wickelkern eingeschaltet ist. Da aber die Windungen des Drahtes nicht bis zum völligen Festliegen auf dem Kern geführt werden, kann die im Draht vorhandene Seitenspannung ein Verschieben der Windungen verursachen, so daß nicht die Sicherheit besteht, daß alle Windungen den gleichen Abstand voneinander haben.Devices are also known in which, instead of the guide wire a lead screw is used between the wire supply spool and the winding core is switched on. But since the turns of the wire are not completely fixed are guided on the core, the side tension existing in the wire can shift of the turns, so that there is no certainty that all turns have the same distance from each other.

Zur Herstellung von Gittern für Elektronenröhren sind bereits kammartige Vorrichtungen verwendet worden. Je nach der Größe der Steigung sind jedoch mehrere Kämme notwendig, so daß sich komplizierte Vorrichtungen ergeben, um die ortsfesten Führungen und die beweglichen Kämme oder Backen in bestimmter Ausrichtung zu halten.For the production of grids for electron tubes are already comb-like Devices have been used. However, there are several depending on the size of the slope Combs necessary, so that there are complicated devices to the stationary To keep guides and the movable combs or jaws in a certain orientation.

Mit der Erfindung wird nun eine Vorrichtung geschaffen, die mit verhältnismäßig einfachen Mitteln eine- dennoch wirkungsvolle Steuerung des Abstandes der mit konstanter Steigung aufzuwickelnden Drahtwindungen erreicht.With the invention, a device is now created with relatively simple means yet effective control of the distance that with constant Reached the slope of the wire windings to be wound.

Zur Erreichung dieses Zieles ist die Vorrichtung erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein Führungsstück aus einem durch den zu wickelnden Draht verschleißbaren Material, dessen eine Kante keilförmig ausgebildet ist und formschlüssig an den Kern angedrückt wird und in dem sich nach Beginn des Wickelprozesses in dieser Kante Rillen ausbilden, deren mittlerer Abstand der Steigung .der Wicklung entspricht und deren Weite in Richtung des bereits aufgewickelten Drahtes abnimmt.In order to achieve this aim, the device is characterized according to the invention by means of a guide piece made of a wire that can be worn through the wire to be wound Material, one edge of which is wedge-shaped and positively attached to the Core is pressed and in which after the beginning of the winding process in this edge Form grooves, the mean distance of which corresponds to the pitch of the winding and its width decreases in the direction of the wire that has already been wound.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei ist Fig. 1 ein Teilschnitt einer Wickelmaschine mit dem eingebauten Führungsstück, Fig. 2 eine Ansicht nach Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 ein vergrößerter Schnitt eines Teiles der Fig. 2, wobei der Eingriff der Führung mit den Windungen einer Wicklung zu sehen ist, Fig. 4 eine Ansicht nach Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht des in Fig.4 dargestellten Führungsstückes, und Fig. 6 ist eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht einer abgeänderten Ausführung der Führung.An exemplary embodiment is shown in the drawing. It is Fig. 1 is a partial section of a winding machine with the built-in guide piece, Fig. 2 is a view along line 2-2 of FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged section of a Part of Fig. 2, the engagement of the guide with the turns of a winding can be seen, Fig. 4 is a view taken along line 4-4 of Fig. 3, Fig. 5 is an enlarged View of the guide piece shown in FIG. 4, and FIG. 6 is one of the FIGS. 4 similar view of a modified version of the guide.

Die Darstellung und Beschreibung der Vorrichtung erfolgt hier in Verbindung mit einer Maschine zur Herstellung von Drahtwiderständen, in der sich der Draht und die Führung um den Kern drehen, der mit einer feststehenden Geschwindigkeit in Axialrichtung vorgeschoben wird. Ein Teil einer derartigen Wickelmaschine ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die gesamte Maschine ist nicht dargestellt, da Aufbau und Arbeitsweise der Maschine bekannt und üblich sind. Die Vorrichtung ist aber überall dort verwendbar, wo einlagige Drahtwicklungen mit konstanter Steigung auf Kerne aufgewickelt werden, z. B. bei der Herstellung von Gittern für Elektronenröhren oder Hygrometerzellen oder bei ähnlichen Einrichtungen.The device is represented and described here in conjunction with a machine for the production of wire resistors in which the wire is located and rotate the guide around the core at a fixed speed is advanced in the axial direction. Part of such a winding machine is shown in Figs. The entire machine is not shown, there The structure and mode of operation of the machine are known and customary. The device is but can be used wherever single-layer wire windings with a constant pitch be wound on cores, e.g. B. in the manufacture of grids for electron tubes or hygrometer cells or similar facilities.

Ein Kern 10, der aus einer Stange oder einer Röhre bestehen kann und der mit einem Isolierband oder mit Isolierlack überzogen ist, wird mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in einer Düse 11 vorgeschoben. Die Düse 11 ist mittels einer Gewindemutter 13 in eine Büchse 12 eingeklemmt, die am Gestell 14 mittels' einer Gewindemutter 15 befestigt ist. Ein Abstandsstück 16 und ein Lager 17 sind zwischen eine an der Büchse 12 befindliche Schulter 18 und Gestell 14 geklemmt. Auf dem Lager 17 ist ein Zahnrad 21 gelagert, das über einen Ring 23 mittels Schrauben 24 auf einen Ring 22 geklemmt ist.. Lager. 25, 26 und ein Lagerabstandsstück 27 werden auf dem Ring 22 mittels eines Sperringes 28 gehalten. Ein von einem Führungsaufbau 32 getragener Führungstragblock 31 ist am Sperring 28 mittels S-chräüben 33 befestigt. Tragblock 31 hat Bogenschlitze 34, die eine Dreheinstellung des Blockes relativ zum Sperring 28 ermöglichen. Eine Spulentragbüchse 37 ist auf den Lagern 25, 26 gelagert und wird axial von einem Haltering 38 gehalten. Die Spulentragbüchse 37 hat einen Flansch 39 vergrößerten Durchmessers, an dem eine Bremse 40 zur Regelung der Drahtspannung angelegt werden kann.A core 10, which can consist of a rod or a tube and which is covered with an insulating tape or with insulating varnish, is with a predetermined Speed advanced in a nozzle 11. The nozzle 11 is by means of a threaded nut 13 clamped in a sleeve 12 which is attached to the frame 14 by means of 'a Threaded nut 15 is attached. A spacer 16 and a bearing 17 are between a shoulder 18 and frame 14 located on the sleeve 12 are clamped. In the warehouse 17, a gear 21 is mounted, which is mounted on a ring 23 by means of screws 24 a ring 22 is clamped .. bearing. 25, 26 and a bearing spacer 27 held on the ring 22 by means of a locking ring 28. One of a leadership structure The guide support block 31 carried by means of 32 is fastened to the locking ring 28 by means of S-bevels 33. Support block 31 has arcuate slots 34 which allow a rotational adjustment of the block relative to enable locking ring 28. A bobbin support sleeve 37 is on the bearings 25, 26 and is held axially by a retaining ring 38. The bobbin support sleeve 37 has a flange 39 of enlarged diameter on which a brake 40 for regulation the wire voltage can be applied.

Bei Verwendung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Wickelmaschine wird eine Drahtspule auf die Spulentragbüchse 37 so aufgesetzt, daß der Draht zu einem Wicklungskopf (nicht dargestellt) läuft und von diesem Wicklungskopf zum Aufwickeln auf den Kern 10 bei 44 zurückkehrt. Zahnrad 21 wird synchron mit dem Wicklungskopf gedreht, so daß beim Aufwickeln des Drahtes auf den Kern mittels des Wicklungskopfes der Führungsaufbau 32 ebenfalls um den Kern 10 gedreht wird. Die Steigung der Wicklung wird durch Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit des Kernes in Axialrichtung und durch die Drehgeschwindigkeit des Wicklungskopfes geregelt.When using the winding machine shown in FIGS. 1 and 2, a wire spool is placed on the spool support sleeve 37 so that the wire runs to an end winding (not shown) and returns from this end winding at 44 for winding on the core 10. Gear wheel 21 is rotated synchronously with the winding head, so that when the wire is wound onto the core by means of the winding head, the guide structure 32 is also rotated around the core 10. The pitch of the winding is regulated by adjusting the feed speed of the core in the axial direction and by the speed of rotation of the winding head.

Im Führungsaufbau 32 ist ein Führungsarm 46 auf einem Tragarm 47 drehbar gelagert, der mittels einer Schraube 49 auf einen Anguß 48 des Führungsblockes 31 geklemmt ist. Der Führungsarm 46 ist von dem Anguß 48 über eine Unterlegscheibe 50 im Abstand gehalten. Auf dem Tragarm 47 ist eine Schraubenfeder 51 gelagert, deren eines Ende in den Tragarm 47 eingreift und deren anderes Ende an dem Führungsarm 46 anliegt, um den Führungsarm 46 in Linksrichtung, gesehen in Fig. 2, zu drehen. Ein Führungsstück 52 ist in einem Schlitz 53 des Führungsarmes 46 mittels einer Schraube 54 eingeklemmt. Eine auf dem Führungstragblock 31 befindlicher zweiter Anguß 55 dient als Gegengewicht für den Anguß 48.In the guide structure 32, a guide arm 46 is rotatable on a support arm 47 stored, which by means of a screw 49 on a sprue 48 of the guide block 31 is clamped. The guide arm 46 is attached to the sprue 48 via a washer 50 kept at a distance. A helical spring 51 is mounted on the support arm 47, one end of which engages in the support arm 47 and the other end on the guide arm 46 is applied in order to rotate the guide arm 46 in the left direction as seen in FIG. A guide piece 52 is in a slot 53 of the guide arm 46 by means of a Screw 54 jammed. A second located on the guide support block 31 Sprue 55 serves as a counterweight for sprue 48.

Das Führungsstück 52 besteht aus einem zähen, etwas biegsamen, durch Draht verschleißbaren Material, bei dem sich keine scharfen Ecken oder Kanten bilden. Zweckdienliche Materialien oder Stoffe sind beispielsweise Polyamid, Polytetrafluoräthylen, Polyäthylen, Mittelkautschuk und auch Holz mit dichter Struktur.The guide piece 52 consists of a tough, somewhat flexible, through Wire wearable material that does not form sharp corners or edges. Appropriate materials or substances are, for example, polyamide, polytetrafluoroethylene, Polyethylene, medium rubber and also wood with a dense structure.

Das Führungsstück, im folgenden auch »Kamm« genannt, hat eine dünne, vorzugsweise keilförmige Kante 56, die an den auf dem Kern 10 aufgewundenen Draht (Fig. 2, 3 und 4) gedrückt wird. Die Kante 56 ist zunächst geradlinig. Beim Wickelvorgang werden jedoch bald Verschleißrinnen 57 in die Kante des Kammes 52 eingeschnitten. Der mittlere Abstand zwischen den Windungen ist gleich groß, da die Wickelmaschine eine gleichförmige Steigung wickelt. Die Mitten der Rinnen 57 haben daher einen gleichförmigen Abstand voneinander und entsprechen der gewünschten Steigung der Wicklung. Der Abstand zwischen den an der Wicklungsstelle gelegenen Windungen schwankt jedoch etwas wegen Änderungen im Wickelvorgang, wie dies bereits beschrieben worden ist, so daß daher die der Wicklungsstelle benachbarten Rinnen etwas breiter sind als die Rinnen, die von der Wicklungsstelle einen Abstand haben. Die Berührung des Kammes mit der Wicklung ist in Fig.4 dargestellt, während eine vergrößerte Ansicht des Kammes in Fig. 5 gezeigt ist. Bei fortschreitendem Wicklungsvorgang wird die gelegentlich verlagerte Windung auf dem Kern auf richtigen Abstand dadurch geschoben, daß die Drahtwindung mit den Seiten der allmählich immer enger werdenden Rinnen in Berührung kommt. Die Windungen, die an der Auflaufstelle einen ungeregelten Abstand haben können, werden also bei jeder Umdrehung etwas in ihrer Stellung verbessert, bis sie beim Austritt aus dem Kamm einen im wesentlichen gleichförmigen Abstand aufweisen. Die Kammführung ist erfolgreich bei Kernen verwendet worden, die einen Durchmesser von 5,08 mm haben, auf die ein Widerstandsdraht von 0,02 mm Durchmesser mit einem Windungsabstand von 0,008 mm aufgewickelt wurde.The guide piece, in the following also called »comb«, has a thin, preferably wedge-shaped edge 56 which attaches to the wire wound on the core 10 (Fig. 2, 3 and 4) is pressed. The edge 56 is initially straight. During the wrapping process However, wear channels 57 will soon be cut into the edge of the comb 52. The mean distance between the turns is the same as the winding machine winds a uniform slope. The centers of the grooves 57 therefore have one uniform distance from each other and correspond to the desired slope of the Winding. The distance between the turns located at the winding point fluctuates however, somewhat because of changes in the winding process, as already described is, so that therefore the grooves adjacent to the winding point are somewhat wider than the grooves that are spaced from the winding point. The touch of the Comb with the winding is shown in Fig.4, while an enlarged view of the comb is shown in FIG. As the winding process progresses, the occasionally shifted winding on the core pushed to the correct distance, that the wire winding with the sides of the gradually narrowing grooves comes into contact. The turns that are at the point of contact have an unregulated distance can have, so their position is improved with each turn, until they are substantially uniformly spaced as they exit the ridge exhibit. The comb guide has been used successfully on cores that have a Have a diameter of 5.08 mm, on which a resistance wire of 0.02 mm diameter was wound with a winding pitch of 0.008 mm.

Der Kamm braucht für die jeweilig zu wickelnde Steigung nicht vorgearbeitet zu werden. Es ist lediglich erforderlich, daß die Kante 56 zu Beginn des Wicklungsvorganges geradlinig ist und daß die Rinnen oder Nuten in die Kante mit der genauen Steigung der Wicklung eingeschnitten werden. Eine Lagerhaltung einer großen Zahl von Führungskämmen für die verschiedenen Steigungen ist also nicht erforderlich, und es ist auch kein Zeitaufwand notwendig, um einen Führungskamm auf eine bestimmte Steigung zu arbeiten oder voreinzurichten. Das Formen der Rinnen im Führungskamm durch Anlegen der Kammkante an die Drahtwindungen entspricht der Aufnahme eines Durchschnittes des Windungsabstandes und der Verwendung dieses Ergebnisses zur Linearisierung des Windungsabstandes.The comb does not need to be prepared for the respective slope to be wound to become. It is only necessary that the edge 56 at the beginning of the winding process is straight and that the gutters or grooves in the edge with the exact slope cut into the winding. Keeping a large number of guide combs in stock so is not required for the various gradients, and it is not either Time required to work a guide comb on a certain slope or to pre-set. Forming the grooves in the guide comb by placing the comb edge on the wire windings corresponds to the recording of an average of the winding spacing and the use of this result to linearize the winding spacing.

Vorzugsweise wird die Kante des Führungskammes keilförmig ausgeführt, wie Fig.3 zeigt, jedoch kann natürlich auch eine stumpfe Kante verwendet werden. Die dünne, keilförmige Kante verschleißt schneller und ergibt außerdem ein stärkeres Material am Boden der Rinne. Beste Ergebnisse sind erhalten worden, wenn der Führungskamm in bezug auf den Kern und den zulaufenden Draht so aufgestellt wird, daß die Richtung des auf den Führungskamm einwirkenden Druckes annähernd 90 Winkelgrade zur Bewegungsrichtung des zulaufenden Drahtes gerichtet ist, und wenn die Berührungsstelle der Führungskammkante mit dem zulaufenden Draht etwas vor der Berührungsstelle des zulaufenden Drahtes mit dem Kern liegt. Diese besondere Anordnung ist vergrößert in Fig.3 dargestellt. Diese besondere Anordnung ist für die Erfindung jedoch nicht wesentlich, sondern die Relativstellungen des zulaufenden Drahtes, des Führungskammes und des Kernes können geändert werden.The edge of the guide comb is preferably designed to be wedge-shaped, as Figure 3 shows, but of course a blunt edge can also be used. The thin, wedge-shaped edge wears out faster and also makes a stronger one Material at the bottom of the gutter. Best results have been obtained when using the guide comb with respect to the core and the tapered wire is set up so that the direction of the pressure acting on the guide comb is approximately 90 degrees to the direction of movement of the incoming wire is directed, and when the contact point of the guide comb edge with the tapering wire a little in front of the point of contact of the tapering wire with the core lies. This particular arrangement is shown enlarged in FIG. However, this particular arrangement is not essential to the invention, but rather the relative positions of the incoming wire, the guide comb and the core can be changed.

Bei der in Fig.6 dargestellten abgeänderten Stellung des Führungskammes ist der Führungskamm parallel zum zulaufenden Draht aufgestellt, wobei der Draht an einer Kante 58 des Führungskammes anliegt, um die Stellung des Drahtes an der Wicklungsstelle zu regeln. Die Kanten 56 und 58 stehen im rechten Winkel zueinander, und der zulaufende Draht schleift eine Rinne 59 in die Kante 58. Die Rinne 59 ist ähnlich den in der Kante 56 befindlichen Rinnen 57.In the modified position of the guide comb shown in FIG the guide comb is set up parallel to the incoming wire, whereby the wire rests against an edge 58 of the guide comb to determine the position of the wire on the To regulate winding point. The edges 56 and 58 are at right angles to each other, and the tapered wire grinds a groove 59 into the edge 58. The groove 59 is similar to the grooves 57 located in the edge 56.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for a winding machine for production of single-layer wire windings with constant pitch on cores, in particular for the production of precision wirewound resistors, characterized by a guide piece (52) made of a material that can be worn by the wire to be wound, one of which Edge (56) is wedge-shaped and positively attached to the core (10) pressed on and in which, after the winding process has started, there are grooves in this edge (57) form whose mean distance corresponds to the pitch of the winding and whose Width decreases in the direction of the already wound wire.

2. Device according to Claim 1, characterized in that the wedge-shaped edge (56) of the guide piece (52) is applied to the turns of the core (10) in such a way that the direction the force exerted on the winding by this edge (56) and the direction of the the tapered wire wound on the core lies in a plane which is essentially perpendicular to the axis of the core, these directions being substantially are directed approximately at right angles to each other.

3. Device according to claim 2, characterized in that the pressure direction of this force is in a first plane which is parallel to a second plane which is the axis of the core (10) intersects, and that the first plane differs from the second plane with respect to the dem Core fed wire stands at a distance.

4. Device according to the claims 1 to 3, characterized by a guide arm rotatably mounted on the winding machine (46), which the guide piece (52) with its edge (56) in contact with the on the core (10) located in the vicinity of the winding point where the winding process begins, holds, wherein the axis of rotation of the guide arm (46) is substantially parallel is directed to the axis of the core (10), and by a spring (51), which is located on the Guide arm (46) and supported on the winding machine to the edge (56) flexible to apply resiliently to the coils.

5. The device according to claim 4, characterized in that the guide arm (46) has a perpendicular to the first edge (56) directed second edge (58) and that the guide arm (46) supports the guide piece (52) in such a way that the second edge (58) rests on the wire before the wire runs onto the core (10), in order in this way to regulate the initial position of the wire on the core (10). Contemplated publications: USA. Patents No. 2638278, 1627 188 2 379 135, 2255906..