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Vorrichtung zum Binden eines aus drahtförmigen Körpern bestehenden
Bündels, insbesondere zum Binden von Wicklungsspulen elektrischer Maschinen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Binden eines aus drahtförmigen Körpern
bestehenden Bündels mit nicht eckigem, vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt, insbesondere
zum Binden von Wicklungsspulen elektrischer Maschinen, mittels eines Drahtes od.
dgl. unter Verwendung eines aus zwei gegeneinander verdrehbaren halbschalenförmigen
Teilen bestehenden Greifers mit Führungen für den Bindedraht und eines Drillkopfes
zum Verdrillen und Abscheren der Bindedrahtenden. Bei den bekannten derartigen Vorrichtungen
handelt es sich um komplizierte vollautomatische Maschinen zum Verschließen von
Verpackungen, wie Säcke, Kisten, Körbe usw.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, das Binden insbesondere von Wicklungsspulen
elektrischer Maschinen halbautomatisch mit möglichst einfachen Mitteln zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß besteht die Vorrichtung aus einer längs der Außenwand einer die
wesentlichen Teile der Vorrichtung umschließenden, vorzugsweise zylindrischen Gehäuse
verschiebbaren Handhabe, die über ein Getriebe mit einer Vorschubeinrichtung für
den Bindedraht, über ein zweites Getriebe mit den in einem mit dem Gehäuse fest
verbundenen Bindekopf drehbar gelagerten schalenförmigen Teilen des Greifers und
über ein drittes Getriebe mit einer Verdrehungseinrichtung für den Drillkopf gekuppelt
ist. Vorzugsweise besteht das erste Getriebe aus einer an einem innerhalb des Gehäuses
gleitenden, mit der Handhabe fest verbundenen Antriebsring befestigten Zahnstange,
zwei Ritzeln und einem Zahnrad, das den Außenring eines Freilaufes bildet, dessen
Innenring mit einer Vorschubrolle für den von einer Vorratsspule ablaufenden Bindedraht
verbunden ist, das zweite Getriebe aus zwei unter Wirkung von durch die Bewegung
des Antriebsringes auslösbaren Kraftspeichern stehenden und mit den schalenförmigen
Teilen des Greifers zusammenarbeitenden Zahnstangen und das dritte Getriebe aus
einer um eine mit dem Gehäuse zusammengebauten und als Führung für den Bindedraht
dienenden Achse drehbaren Spindel, die an ihrem unteren zylinderförmigen Teil über
Mitnehmer mit dem Drillkopf verbunden ist und die an ihrem oberen Teil in bekannter
Weise mit einer längs verschiebbaren und nur zeitweise drehbaren Spindelmutter zusammenwirkenden
Gewindeteil aufweist, wobei die Spindelmutter mit dem nicht drehbaren Antriebsring
durch Mitnehmerstifte derart zeitweise verbunden ist, daß eine Drehung der Spindel
nur während eines Teiles der Aufwärtsbewegung des unter Mitwirkung eines Kraftspeichers
stehenden Antriebsringes, und zwar nach
Sperrung der Drehbewegung der Spindelmutter
erfolgt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 15 der
Zeichnung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Bindevorrichtung in Ansicht, Fig. 2
eine perspektivische Schnittzeichnung der Vorrichtung, Fig. 3 bis 6 den Greifer
der Vorrichtung in verschiedenen Arbeitsphasen und Fig. 8 bis 15 verschiedene Längsschnitte
der Vorrichtung.
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Gleiche Teile sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Nach Fig. 1 bestehen die äußeren Teile der Vorrichtung aus einem
die wesentlichen Teile der Vorrichtung einschließenden zylindrischen Gehäuse 1 und
einer auf diesem gleitenden, als Handhabe dienenden Antriebsbüchse 2, einem mit
dem Gehäuse 1 zusammengebauten Bindekopf 3 und einer auf das Gehäuse aufsetzbaren
Kappe 4. Der Bindekopf 3 ist austauschbar, um den verschieden großen Spulenquerschnitten
Rechnung zu tragen. Mit der Antriebsbüchse 2 ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, ein
Antriebsring 5, der innerhalb des Gehäuses 1 gleitet, mittels Schrauben 6 und Büchsen
7 fest verbunden. Die Büchsen 7 sind in entsprechenden Längsschlitzen 8 des Gehäuses
1 geführt. Eine Druckfeder 9 drückt den Antriebsring 5 gegen den oberen Begrenzungsbolzen
10. Ein unterer Begrenzungsbolzen 11 dient zur Begrenzung der Abwärtsbewegung des
Antriebsringes 5. Auf dem Antriebsring 5 ist eine Zahnstange 12 befestigt, die mit
ihrem
oberen Ende über zwei Ritzel 13 und 14 das Zahnrad 15 antreibt. Das Zahnrad 15 bildet
den Außenring eines Freilaufes, dessen Innenring mit der Vorschubrolle 16 für den
Vorschub des von der Vorratsspule 17 ablaufenden Bindedrahtes 18 verbunden ist.
Damit der Bindedraht mit Sicherheit verschoben wird, drückt eine Druckrolle 19 den
Draht in die eingedrehte Rille der Vorschubrolle. Auf der anderen Seite der Vorschubrolle
16 ist ein zweiter Freilauf so angeordnet, daß er eine Rechtsdrehung sperrt. Der
Außenring 20 dieses Freilaufes ist festgehalten, während der Innenring 21 mit der
Achse der Rolle 16 verbunden ist. Von der Vorschubrolle 16 gelangt der Draht über
die exzentrische Bohrung 22 einer mit dem Gehäuse 1 fest verbundenen Achse 23 zu
einer der beiden Bohrungen 24 und 25 des um die Achse 23 drehbaren Drillkopfes 26.
Der aus dem Drillkopf austretende Draht trifft auf eine aus zwei Schiebern 27 bestehende
Abweisung und wird von dieser nach außen gebogen. Dann gelangt er zu dem aus zwei
schalenförmigen Teilen 28 und 29 bestehenden Greifer. Die beiden schalenförmigen
Teile sind mit Rillen zur Führung des Bindedrahtes versehen. Da die beiden Schalenteile
das zu bündelnde Bündel umgreifen, wird der Bindedraht um das Bündel herumgeführt
und gelangt über den Abweisschieber 27 in die zweite Bohrung 25 des Drillkopfes
26. Zum Antrieb der beiden Schalenteile 28 und 29 des Greifers dienen zwei Zahnstangen30,
die in dem Antriebsring 5 geführt sind. Gegen die Zahnstangen drücken zwei an dem
Deckel 31 des Gehäuses 1 befestigte Federpuffer 32. Die Federpuffer kommen erst
dann zur Wirkung, wenn die beiden Schrägschieber 33 bei der Abwärtsbewegung des
Antriebsringes 5 nach außen gedrückt werden. Als unterer Anschlag ist dann für die
Zahnstange der Boden 34 des Gehäuses wirksam. Auf der Achse 23 ist über eine Büchse
35 eine Spindel 36 längs verschiebbar gelagert. Sie kann mittels eines Arretierstiftes
37 in einer Aussparung des Bodens 34 gegen Verdrehung gesichert werden.
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Der obere Teil 38 der Spindel 36 ist mit einem Gewinde 39 versehen,
das mit einer Spindelmutter 40 zusammenarbeitet. Der untere Teil der Spindel 36
ist zum Teil zylindrisch und zum Teil kegelig ausgeführt. Der kegelige Teil 41 arbeitet
mit einem Hebel 42 zusammen, der über eine Blattfeder 43 mit einem weiteren Hebel
44 verbunden ist. Eine Blattfeder 45 drückt den Hebe142 gegen den kegeligen Teil
der Spindel. Mit dem zylindrischen Teil 46 ist ein angeschrägter Mitnehmer 47 zur
Mitnahme des Drillkopfes 26 verbunden. An dem oberen Flansch 48 der Spindelmutter
40 sind Mitnehmerstifte 49 angeordnet, die in Aussparungen 50 des Antriebsringes
5 eingreifen. Am unteren Ende der Spindelmutter ist ein Stützring 55 befestigt.
Zwischen der am oberen Ende der Spindel 36 befestigten Büchse 51 und einem über
ein Nadellager 52 an dem Deckel 31 gelagerten Flansch 53 ist eine Druckfeder S4
angeordnet.
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Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Nach dem Aufsetzen der Vorrichtung
auf das zu bindende Bündel (Fig. 3) treibt bei der Abwärtsbewegung des mit der Handhabe
2 verbundenen Antriebsringes 5 die auf diesen befestigte Zahnstange 12 über die
beiden Ritzel 13 und 14 das Zahnrad 15 an. Dabei wird der Bindedraht 18 mittels
der Vorschubrolle 16, wie bereits erwähnt, vorgeschoben. Der Antriebsring 5 wird
damit zunächst längs der Spindelmutter
40 bis zur Anlage an den Stützring 55 verschoben.
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Dadurch werden die Schrägschieber 33 nach außen gedrückt (Fig. 8 und
9) und der Absatz an dem Zahnstangenschaft 30 freigegeben. Nun drücken die Federpuffer
32 die- Zahnstangen 30 nach unten, bis diese auf dem Boden 34 aufsitzen. Durch die
Zahnstangenbewegung werden die beiden schalenförmigen Teile 28 und 29 des Greifers,
die ursprünglich zum Aufsetzen des Binders auf die Spule nach unten offen sind (Fig.3,
10 und 11), um 450 nach links und rechts verdreht und berühren sich unter der Spule
(Fig. 4). Der dadurch über der Spule frei werdende Raum ermöglicht nun ein Zusammenschieben
der beiden Abweisungsschieber 27 unter der Kraftwirkung der gespannten Blattfedem
43 (Fig. 14), die die beiden Hebelarme 42 und 44 miteinander federnd verbinden.
Der Bindedraht hat die Drillkopibohrung 24 noch nicht verlassen, so daß seine anschließende
Umlenkung gewährleistet ist. Die Spindelmutter 40 dreht sich nach dem Aufsetzen
des Antriebsringes 5 auf dem Stützring 55 um die im Boden 34 festgehaltene Spindel
36 lose mit abwärts. Hat der Antriebsring 5 den Anschlagstift 11 erreicht, ist die
Abwärtsbewegung abgeschlossen (Fig. 5).
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Wird nun die Handhabe 2 losgelassen, dann bewegt sich der Antriebsring
5 unter der Wirkung der Feder 9 wieder aufwärts, wobei der Bindedraht abgeschnitten
(Fig. 6) und verdrillt wird (Fig. 7). Um eine dauerhafte Bindung zu erzielen, ist
bei Wicklungsspulen eine Verdrillung von drei halben Umdrehungen notwendig und ausreichend.
Die Drehung dreimal 1800 muß aber genau sein, da die Bedingung besteht, daß sich
eine der beiden Bohrungen 24 und 25 des Drillkopfes 26 mit der Bohrung 22 der Achse
23 nach Abschluß der Bindung decken muß, damit bei Beginn eines neuen Bindevorganges
der Bindedraht ohne Hindernis wieder vorgeschoben werden kann. Der erforderliche
Vorschubweg für die Abwärtsbewegung darf deshalb auf keinen Fall kleiner sein als
der zur Verdrillung benötigte Rückweg bei der Aufwärtsbewegung, d. h., die Spindelmutter
40 dreht sich bei der Abwärtsbewegung etwas mehr als dreimal je um 1800. Beginnt
nun die Aufwärtsbewegung, dreht sich die Spindelmutter 40 zunächst so weit zurück,
bis die Mitnehmerstifte 49 sich über den Aussparungen 50 im Antriebsring 5 befinden
und in diese einrasten. Da sich jetzt die Spindelmutter nicht mehr drehen kann,
muß sich zwangläufig die Spindel 36 drehen, und zwar bis zur Erreichung des oberen
Begrenzungsbolzens genau dreimal 1800. Bevor die Drehung erfolgen kann, muß die
Spindel mit den Arretierungsstiften 37 auf den Aussparungen im Boden 34 gehoben
werden. Diese kleine Hubbewegung hat wiederum zur Folge, daß 1. die beiden Abweisungsschieber
27 durch die Blattfedern 45 über die Hebelarme 42 und 44 zurückgezogen werden, damit
Raum zur Verdrillung frei wird (Fig. 15), und 2. die angeschrägten Drillkopfmitnehmer
47 den geteilten Drillkopf zusammendrücken, wodurch der Bindedraht in die Drillkopfbohrungen
festgeklemmt wird, damit beide Enden beim Verdrillen nicht ausschlaufen können (Fig.
13).
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Wenn nun die Drehung beginnt, wird der Bindedraht durch die Scherwirkung
der Bohrungskanten im Drillkopf und in der Achse abgeschnitten.
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Der Axialdruck der Spindel 36 während des Abscherens und Verdrillens
wird über die Büchse 35
und den Flansch 53 vom Nadellager 52 aufgenommen.
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Kurz bevor die obere Endlage wieder erreicht wird, beginnt durch
die während der Aufwärtsbewegung nach innen geschobenen Schrägschieber 33 die Mitnahme
der Zahnstangen 30, wodurch bis zum Ende der Aufwärtsbewegung die beiden schalenförmigen
Teile 28 und 29 des Greifers zurückgedreht werden und der Spulenbinder von der Spule
wieder abgehoben werden kann. Ist die Aufwärtsbewegung beendet, so drückt schließlich
die Druckfeder 54 über die Büchse 51 die Spindel nach unten, die Arretierungsstifte
37 (Fig. 12) rasten ein und die Blattfedern 43 werden durch den Spindelkegel 41
und den Hebelarm 42 gespannt.
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Die Bindevorrichtung kann mittels eines Aufhängers an einer Zugfeder
befestigt werden. Handelt es sich um das Binden von Wicklungsspulen, so wird die
Vorrichtung zweckmäßig an der Wickelmaschine so vorgesehen, daß sie sich stets griffbereit
in richtiger Arbeitshöhe neben der Wickelschablone befindet. Dadurch ergibt sich
ein sehr einfaches, leichtes und schnelles Arbeiten.
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Der Binder wird praktisch gewichtslos und braucht nur auf die Spule
gesetzt zu werden. Seine Rückführung in die Ausgangs- und Ruhestellung erfolgt dann
unter der Wirkung der Federn in und an ihm. Die Bindezeit beträgt schätzungsweise
nur 1 Sekunde.