DE1199581B

DE1199581B - Method and device for producing self-supporting bobbins with the aid of a winding mandrel

Info

Publication number: DE1199581B
Application number: DEJ21089A
Authority: DE
Original assignee: Industrial Research Products Inc; IND RES PRODUCTS Inc
Current assignee: Industrial Research Products Inc; IND RES PRODUCTS Inc
Priority date: 1960-12-27
Filing date: 1961-12-27
Publication date: 1965-08-26

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen selbsttragender Spulen mit Hilfe eines Wickeldornes Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von selbsttragenden Spulen, insbesondere Spulen kleinster Abmessungen mit Hilfe eines Wickeldornes mit veränderlichen Querabmessungen.Method and device for producing self-supporting coils with Aid of a winding mandrel The invention relates to a method and a device for the production of self-supporting coils, especially coils of the smallest dimensions with the help of a winding mandrel with variable transverse dimensions.

Es ist eine Vorrichtung zum maschinellen Aufwickeln von Drahtspulen bekannt, deren Wickeldorn leicht zum radialen Zusammenklappen gebracht werden kann, um das Abnehmen der fertigen Spule zu ermöglichen oder zu erleichtern. Zu diesem Zweck besteht der Dorn aus einem ringförmigen Satz von radial bewegbaren Blöcken, die gemeinsam auf der Schrägfläche eines axial verschiebbaren Konus aufsitzen und durch diesen radial verstellt werden können. Diese bekannte Vorrichtung ist nur für das Herstellen von Spulen relativ großen Durchmessers geeignet, da die zentrale Öffnung der Spule stets einen für die Unterbringung der Blöcke und des Führungskonus ausreichend großen lichten Durchmesser besitzen muß.It is a device for the automatic winding of wire spools known, whose mandrel can easily be brought to radial collapse, to enable or facilitate the removal of the finished spool. To this Purpose, the mandrel consists of an annular set of radially movable blocks, which sit together on the inclined surface of an axially displaceable cone and can be adjusted radially through this. This known device is only suitable for the production of coils of relatively large diameter, since the central Always open one coil to accommodate the blocks and the guide cone must have a sufficiently large clear diameter.

Es sind weiterhin Hilfsmittel bekannt, die zum Erleichtern des Spulenwickelns von Statoren für elektrische Geräte oder Maschinen dienen. Diese bestehen z. B. aus Formteilen aus Isoliermaterial, die an den Stirnseiten des Stators befestigt werden können und Nasen zum Halten der Endwindungen tragen. Diese ringförmigen Formteile, die entsprechend dem Stator und dessen Windungsnuten mehrere in Umfangsrichtung verteilte Ausnehmungen aufweisen, werden nach Fertigstellen und Festlegen der Wicklung mit Hilfe einer entsprechenden Vorrichtung in mehrere Einzelteile zerbrochen, die dann einzeln entfernt werden können. Hierbei ist schon allein auf Grund der Ausbildung des Stators und der Lage der Endwindungen an dessen Stimseiten stets ausreichend Platz zum Entfernen der Bruchstücke bzw. zum Ansetzen einer zum Zerbrechen der Formteile geeigneten Vorrichtung verstanden. Außerdem hat man bei der Einbettung von Heizspiralen in eine isolierende Masse, z. B. Magnesia, während der Verfestigung dieser Masse zur Stützung der Heizspirale kaltgezogenen Messingdraht in diese eingeschoben und diesen Draht anschließend ausgeglüht, so daß er so geschmeidig wurde, daß man ihn nach entsprechender Streckung leicht herausziehen konnte.There are also aids known to facilitate coil winding of stators are used for electrical devices or machines. These consist e.g. B. made of molded parts made of insulating material, which are attached to the end faces of the stator and have noses to hold the end turns. These annular moldings, which corresponds to the stator and its winding grooves several in the circumferential direction have distributed recesses, after completion and definition of the winding with the help of an appropriate device broken into several individual parts, the can then be removed individually. This is due to the training alone of the stator and the position of the end turns on its front sides are always sufficient Space to remove the fragments or to add one to break the molded parts understood suitable device. In addition, one has when embedding heating coils into an insulating mass, e.g. B. Magnesia, during the solidification of this mass to support the heating coil, cold-drawn brass wire is inserted into it and this wire was then annealed so that it became so pliable that it could be used could easily pull out after appropriate stretching.

Zur Herstellung kleiner und kleinster Spulen, z. B. mit Querabmessungen des Spulenkanals von 1 mm oder weniger, sind diese bekannten Vorrichtungen oder Hilfsmittel wegen ihrer Sperrigkeit oder der Erfordernisse des Ausglühens nicht geeignet. Das Herstellen solcher Spulen bereitet aber gerade auf Grund der kleinen Abmessungen besondere Schwierigkeiten, so daß hier solche Hilfsmittel, die insbesondere das Abziehen der Spule von dem Wickeldorn erleichtern, besonders erwünscht sind. Bisher war die Trennung von Spule und Dorn bei kleinsten Spulenabmessungen nur unter Inkaufnahme großer Ausschußmengen und häufiger Zerstörung des feinen Spulendrahtes möglich.For the production of small and very small coils, e.g. B. with transverse dimensions of the coil channel of 1 mm or less, these known devices or aids are not suitable because of their bulkiness or the requirements of annealing. The manufacture of such coils, however, presents particular difficulties precisely because of the small dimensions, so that here such aids which in particular facilitate the removal of the coil from the winding mandrel are particularly desirable. So far, the separation of the coil and mandrel with the smallest coil dimensions was only possible with the acceptance of large amounts of rejects and frequent destruction of the fine coil wire.

Es ist Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen und ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe gerade auch kleinste Spulen rasch gewickelt und ohne die Gefahr einer Beschädigung von ihrem Wickeldorn getrennt werden können.It is the object of the invention to remedy this situation and to provide a method and to specify a device with the help of which even the smallest coils quickly wound and separated from their winding mandrel without the risk of damage can.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren vor, nach dem ein massiver Wickeldorn aus einem dehnbaren, sich unter Zugkräften kontrahierenden Material verwendet wird und der Dorn nach dem Aufwickeln des Drahtes durch in Richtung der Spulenachse wirkende Kräfte so weit gedehnt wird, bis zwischen den Kanalwänden der selbsttragenden Spule und der Umfangsfläche des Domes ein zum Herausziehen des Domes ausreichendes Spiel erzielt ist, worauf dann die Spule vom Dorn abgenommen wird.To achieve this object, the invention provides a method according to a massive mandrel made of a stretchable one that contracts under tensile forces Material is used and the mandrel after winding the wire through towards forces acting on the coil axis is stretched until between the channel walls the self-supporting coil and the peripheral surface of the dome for pulling out the Dome sufficient play is achieved, whereupon the bobbin is removed from the mandrel will.

Der massive Dorn läßt sich leicht und billig herstellen. Er gewährleistet ein schnelles und sicheres Arbeiten beim Wickeln und bietet dabei dem feinen SpuIendraht, der z. B. einen Durchmesser von nur 1/leo mm aufweisen kann, einen festen Halt. Auf Grund der Auswahl des Dornmaterials ist aber dennoch sichergestellt, daß sich die Dornflächen durch Anwendung entsprechender axialer Zugkräfte zunächst radial nach innen von den Kanalwänden der Spule lösen, ehe eine merkliche axiale Relativbewegung auftritt. Es läßt sich der Dorn daraufhin leicht und ohne Gefahr einer Verletzung der Spule oder des diese bildenden Drahts herausziehen.The massive mandrel can be produced easily and cheaply. He guarantees fast and safe work when winding and offers the fine coil wire, the z. B. can have a diameter of only 1 / leo mm, a firm hold. However, due to the selection of the mandrel material ensured that the mandrel surfaces initially by applying appropriate axial tensile forces loosen radially inward from the channel walls of the coil before a noticeable axial Relative movement occurs. The mandrel can then be opened easily and without danger damage to the coil or the wire that forms it.

Vorteilhafterweise wird für den Dom ein Material mit plastischen Fließeigenschaften verwendet, das also seine eingeschnürte Form auch nach Festnehmen der Zugkräfte beibehält. Besonders einfach gestaltet sich das abschließende Herausnehmen des Doms aus der Spule, wenn die Dehnung des Doms in Achsrichtung so weit treibt, daß dieser schließlich reißt.A material with plastic flow properties is advantageously used for the dome used, so its constricted shape even after the tensile forces have been captured maintains. The subsequent removal of the dome is particularly easy out of the coil when the expansion of the dome in the axial direction drives so far that it eventually rips.

Zum Ausführen des neuen Verfahrens sieht die Erfindung eine Vorrichtung vor, die einen massiven Dom aus einem dehnbaren, sich unter Zugkräften kontrahierenden Material und eine Dehnvorrichtung mit zwei in Eingriff mit den Enden des Domes zu bringenden Greifelementen aufweist.The invention provides an apparatus for carrying out the new method before which a massive dome made of a stretchable, contracting under tensile forces Material and a stretching device with two in engagement with the ends of the mandrel having bringing gripping elements.

Unter einer selbsttragenden Spule wird hier, wie üblich, eine Spule verstanden, deren Windungen durch ein Bindemittel in ihrer Lage gehalten werden, ohne daß es dazu bei der fertigen Spule eines Spulenkörpers bedarf.As usual, a coil is placed under a self-supporting coil understood, the turns of which are held in place by a binding agent, without the need for a bobbin for the finished coil.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to schematic drawings several exemplary embodiments explained in more detail.

F i g. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Form zum Herstellen einer Spule, die durch einen Dornabschnitt verbundene Endblöcke aufweist; F i g. 2 zeigt einen Querschnitt der Spulenform entlang der Schnittlinie 2-2 von F ig. 1; F i g. 3 zeigt einen Ausschnitt der Spulenform im Längsschnitt entlang der Linie 3-3 von F i g. 2 bzw. F i g. 14, die Darstellung ist stark vergrößert; F i g. 4 ist eine schematische Draufsicht auf eine Hälfte einer Spritzgußform zum Herstellen des Doms; F i g. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung den Zustand während des Wickelvorganges; F i g. 6 veranschaulicht die fertige Spule auf dem Dorn; F i g. 7 zeigt die Befestigung der Zuführungsdrähte vor der Bandagierung der Spule mit einer Umhüllung, um eine vorbestimmte Form und gewünschte Abmessungen zu erhalten; F i g. 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Schablone zum Aufnehmen der Spulenforiu während des Umhüllungsvorganges; F i g. 9 zeigt die mit Draht umwickelte Spulenform in ihrer Lage in der Aufnahme der Schablone von Fig. 8; F i g. 10 zeigt schematisch die Spulenform innerhalb einer Ziehmaschine; F i g. 11, 12 und 13 sind Längsschnitte entlang der Schnittlinie 11-11 von Fig. 2, und zwar zeigt F i g. 11 die gegenseitige Lage von Dorn und Spule, unmittelbar nachdem der Ziehvorgang begonnen hat, F i g. 12 die gleichen Verhältnisse, unmittelbar bevor der Dorn bricht, und F i g. 13 die Situation unmittelbar nach Bruch des Doms; F i g. 14 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie 14-14 von F i g. 13, wobei jedoch das Bindemittel und das Umhüllungsmaterial entfernt sind; F i g. 15 ist eine schematische Veranschaulichung eines Dornbruchs, wie er nicht erwünscht ist, und F i g. 16 zeigt diejenigen Punkte an den Enden eines Doms von konstantem Querschnitt, an denen die Ziehbacken angreifen sollten.F i g. 1 is a perspective view of a mold for making a spool having end blocks connected by a mandrel portion; F i g. FIG. 2 shows a cross section of the coil shape along section line 2-2 of FIG. 1; F i g. 3 shows a detail of the coil shape in longitudinal section along the line 3-3 of FIG. 2 and FIG. 14, the illustration is greatly enlarged; F i g. Fig. 4 is a schematic plan view of one half of an injection mold for making the dome; F i g. 5 shows a perspective illustration of the state during the winding process; F i g. Figure 6 illustrates the completed spool on the mandrel; F i g. Figure 7 shows the attachment of the lead wires prior to bandaging the spool with a sheath to obtain a predetermined shape and desired dimensions; F i g. Figure 8 is a perspective view of a template for receiving the reel shape during the wrapping process; F i g. Fig. 9 shows the wire-wound coil form in its position in the receptacle of the template of Fig. 8; F i g. Fig. 10 schematically shows the coil shape inside a drawing machine; F i g. 11, 12 and 13 are longitudinal sections taken along section line 11-11 of FIG. 2, namely FIG . 11 shows the mutual position of the mandrel and bobbin immediately after the drawing process has started, FIG . 12 shows the same conditions immediately before the mandrel breaks, and FIG. 13 the situation immediately after the cathedral broke; F i g. 14 shows a section along section line 14-14 of FIG . 13, but with the binder and wrapping material removed; F i g. 15 is a schematic illustration of mandrel breakage, which is undesirable, and FIG . 16 shows those points at the ends of a dome of constant cross-section which the drawing jaws should engage.

Nach F i g. 1 besteht die Spulenform 10 gemäß der Erfindung aus zwei Blöcken 12 und 14, die durch einen Steg 16 verbunden sind. Der Steg 16 kann jeden beliebigen Querschnitt aufweisen, der für die Form des Spulenkanals gewünscht wird. Der Steg 16 bildet den Dorn, und das Ganze stellt eine Art Spulenkörper dar. Die Blöcke 12 und 14 sind mit rechteckförmigem Querschnitt dargestellt. Es ist jedoch ersichtlich, daß ihre Form variieren kann. Diese bestimmt die Umfangs- bzw. Querschnittsform der Spule und erleichtert außerdem das Angreifen der Zugbacken. Der Dom selbst besitzt einen konstanten Querschnitt. Die Wände 18 und 20 können in parallelen Ebenen im rechten Winkel zu der Dornachse liegen.According to FIG. 1 , the coil form 10 according to the invention consists of two blocks 12 and 14 which are connected by a web 16 . The web 16 can have any cross-section desired for the shape of the coil duct. The web 16 forms the mandrel, and the whole is a type of bobbin. The blocks 12 and 14 are shown with a rectangular cross-section. It can be seen, however, that their shape can vary. This determines the circumferential or cross-sectional shape of the coil and also makes it easier to grip the tension jaws. The dome itself has a constant cross-section. The walls 18 and 20 may lie in parallel planes at right angles to the mandrel axis.

Wie aus F i g. 2 und 14 ersichtlich, können die Kanten 19 des Doms unter einem vorbestimmten Radius abgerundet sein, um ein zu tiefes Sicheingraben der Drähte in das Material des Doms, wie dies in F i g. 3 angedeutet ist, möglichst zu vermeiden. Die Spannung der Drähte kann während des Wickelvorganges relativ hoch sein. Dadurch besteht die Möglichkeit, daß die innenliegenden Windungen, die letztlich die Form des Spulenkanals bestimmen, etwas in das Material eindringen und dabei Nuten 23 und Vorsprünge oder Rippen 27 bilden. Um das Ziel der Erfindung zu erreichen, ist es notwendig, ein Abreißen der inneren Windungen 21 durch die Vorsprünge oder Rippen 27 während der Bewegung der Dornoberfläche in Richtung auf die Achse 25 zu vermeiden. Je flacher die Nuten 23 zwischen den Vorsprüngen 27 sind, um so geringer kann die Zusammenziehung des Doms sein, um die Drähte unbeeinflußt zu lassen.As shown in FIG. 2 and 14, the edges 19 of the dome can be rounded at a predetermined radius in order to prevent the wires from being buried too deeply into the material of the dome, as shown in FIG . 3 is indicated to be avoided as far as possible. The tension in the wires can be relatively high during the winding process. As a result, there is the possibility that the internal turns, which ultimately determine the shape of the coil channel, penetrate somewhat into the material and thereby form grooves 23 and projections or ribs 27 . In order to achieve the aim of the invention, it is necessary to avoid tearing of the inner windings 21 by the projections or ribs 27 during the movement of the mandrel surface in the direction of the axis 25. The shallower the grooves 23 between the projections 27 , the less the dome can be contracted in order to leave the wires unaffected.

Gemäß der Erfindung wird die Spulenform 10 auf dem Wege des Spritzgußverfahrens hergestellt. Nach F i g. 4 sind zwei Zuführungskanäle 29 und 31 vorgesehen, und zwar jeweils einer auf jeder Seite der Mittellinie 33 der für die Bildung des Doms 16 vorgesehenen Forinkammer. Auf diese Weise trifft das Material, beispielsweise Polyäthylen, von den beiden Zuführungen 29 und 31 aus annähernd im Bereich der Mittellinie 33 zusammen. Dort bildet sich eine Querschicht aus zusammengeschmolzenem Polyäthylen aus, die eine geringfügig kleinere Dehn- oder Bruchfestigkeit aufweist als der übrige Bereich des Doms 16. Weiterhin ist die Dehn- bzw. Bruchfestigkeit des Polyäthylens in den Verbindungsebenen 35 und 37 zwischen dem Steg 16 und den Blöcken annähernd die gleiche wie die der Blöcke und des Doms, so daß eine Abtrennung im Bereich dieser Ebenen während des Ziehvorganges unwahrscheinlich ist.According to the invention, the coil form 10 is produced by means of the injection molding process. According to FIG. 4, two feed channels 29 and 31 are provided, one on each side of the center line 33 of the forin chamber provided for the formation of the dome 16. In this way, the material, for example polyethylene, meets from the two feeds 29 and 31 approximately in the area of the center line 33 . There, a transverse layer of fused polyethylene forms, which has a slightly lower tensile strength or breaking strength than the rest of the area of the dome 16. Furthermore, the tensile strength or breaking strength of the polyethylene is in the connecting planes 35 and 37 between the web 16 and the blocks approximately the same as that of the blocks and the dome, so that separation in the area of these levels during the drawing process is unlikely.

Wie aus F i g. 5 ersichtlich, wird der Block 12 der Spulenform 10 zwischen Backen 24 und 26 einer Wickelmaschine angeordnet. In den Fällen, in denen der Dom 16 so elastisch ist, daß er bei einer Unterstützung nur durch den Block 12 ausbiegen und mit den Windungen in Konflikt kommen würde, kann der Reitstock einer Wickelmaschine verwendet werden. Die Bedienungsperson bringt auf den Domkern 16 ein Bindemittel auf, wie dies durch das Tröpfchen 28 angedeutet ist. Das Bindemittel kann aber auch auf den Draht aufgebracht werden, wenn dieser dem Dorn zugeführt wird. Das Bindemittel ist so ausgewählt, daß es an dem Dorn nicht anklebt. Darauf wird das Ende eines Drahtes 17 um den Dornkern 16 gewickelt und der Wickelvorgang fortgesetzt, bis die Spule die Form gemäß F i g. 6 angenommen hat. Wenn die Spule etwa die gleiche Umfangskonfiguration wie der Block 12 aufweisen soll, kann die Spulenform zwischen ebenen Flächen gepreßt werden, um die ganze Spule in die Ebenen der Seitenwände der Blöcke 12 und 14 zu bringen. Weiterhin kann dabei überschüssiges Bindemittel entfernt werden. Falls erwünscht, können, wie in F i g. 7 angedeutet, relativ dicke Zuführungsdrähte 30 und 32 an den entsprechenden Wicklungsenden 34 und 36 angelötet und dann in von vornherein im Block 14 vorgesehene Kanäle 38 und 40 eingelegt werden. Statt der Nuten oder Kanäle 38 und 40 können auch Bohrungen vorgesehen sein, die sich axial durch den Block 14 und/oder den Block 12 erstrecken und den Zuführungsdraht 30 und 32 eng umschließen, um ein Fließen des Bindemittel- oder Umhüllungsmaterials entlang der Drähte zu verhindern.As shown in FIG. 5 , the block 12 of the bobbin form 10 is arranged between jaws 24 and 26 of a winding machine. In those cases in which the dome 16 is so elastic that it would bend out only when supported by the block 12 and come into conflict with the windings, the tailstock of a winding machine can be used. The operator applies a binding agent to the dome core 16 , as indicated by the droplet 28 . However, the binding agent can also be applied to the wire when it is fed to the mandrel. The binder is selected so that it does not stick to the mandrel. The end of a wire 17 is then wound around the mandrel core 16 and the winding process is continued until the coil has the shape shown in FIG. 6 has accepted. If the coil is to have approximately the same circumferential configuration as the block 12, the coil shape can be pressed between flat surfaces to bring the entire coil into the planes of the side walls of the blocks 12 and 14. In addition, excess binder can be removed in the process. If desired, as shown in FIG. 7 indicated, relatively thick lead wires 30 and 32 are soldered to the corresponding winding ends 34 and 36 and then inserted into channels 38 and 40 provided in block 14 from the outset. Instead of the grooves or channels 38 and 40, bores can also be provided which extend axially through the block 14 and / or the block 12 and tightly enclose the feed wire 30 and 32 in order to prevent the binder or wrapping material from flowing along the wires .

Darauf wird die Spulenform zusammen mit der Spule in einer Schablone 37 angeordnet, die in F i g. 8 dargestellt ist. Die Schablone ist entweder so behandelt oder beschichtet, daß sie mit dem in der Spule verwendeten Bindemittel und/oder dem für die Umhüllung der Spule verwendeten Material nicht zusammenklebt. Die Schablone kann aber auch aus einem Material bestehen, das von vornherein diese Eigenschaft besitzt, z. B. aus dem gleichen Material, wie es für den Dorn verwendet wird. Die Schablone besteht aus einem Block, der einen nach einer Seite offenen Querschlitz oder eine Führung 39 aufweist, deren Breite so gewählt ist, daß sie die Spulenforin 10 der Breite nach in enger Passung aufnehmen kann. Die Tiefe der Querführung gleicht der Dicke der Blöcke 12 und 14. Die Breite der Schablone 37 ist größer als die Länge des Dornkerns 16. Die Spule kann entweder mit einer ausreichenden Menge des Umhüllungsmaterials 41 beschichtet sein, oder es kann eine solche Menge dieses Materials in dem Querschlitz 39 vorgesehen sein. Daraufhin wird die Dornanordnung in die Querführung eingepreßt, wie dies in F i g. 9 angedeutet ist. Die Spulenanordnung kann auch in den Schlitz eingesetzt werden, und man läßt das Umhüflungsmaterial, das das gleiche Material wie das Bindemittel 28 für die Spule sein kann, erhärten, um eine Hülle um die Spule zu bilden, welche die Drähte schützt und gegenüber dem Dorn 16 in genauer Weise orientierte Flächen aufweist.The coil form is then arranged together with the coil in a template 37 , which is shown in FIG. 8 is shown. The stencil is either treated or coated so that it does not stick together with the binder used in the spool and / or the material used to wrap the spool. The template can also consist of a material that has this property from the outset, e.g. B. made of the same material as used for the mandrel. The template consists of a block which has a transverse slot open on one side or a guide 39 , the width of which is selected so that it can receive the spool forin 10 in width with a close fit. The depth of the transverse guide equals the thickness of the blocks 12 and 14. The width of the template 37 is greater than the length of the mandrel core 16. The spool can either be coated with a sufficient amount of the wrapping material 41, or it can contain such an amount of this material the transverse slot 39 may be provided. The mandrel arrangement is then pressed into the transverse guide, as shown in FIG . 9 is indicated. The coil assembly can also be inserted into the slot and the wrapping material, which can be the same material as the binding agent 28 for the coil, allowed to harden to form a sheath around the coil protecting the wires and against the mandrel 16 has precisely oriented surfaces.

Die Schablone 37 kann auch so ausgebildet sein, daß sie aus zwei Blöcken besteht, die um den Dom herumgreifen, und auf diese Weise eine genaue Beeinflussung aller äußeren Flächen der Spule gestattet.The template 37 can also be designed in such a way that it consists of two blocks which grip around the dome, and in this way allows precise manipulation of all outer surfaces of the coil.

Nachdem das Bindematerial der Spule und das Umhüllungsmaterial fest geworden sind, wird als nächster Schritt die Schablone von der Spule abgestreift. Danach sitzt die Spule, deren äußere Oberflächen geformt sind, auf dem Dorn 16 zwischen den beiden Blöcken 12 und 14.After the binding material of the bobbin and the wrapping material have set, the next step is to strip the template from the bobbin. Thereafter, the spool, the outer surfaces of which are shaped, sits on the mandrel 16 between the two blocks 12 and 14.

Die Abschnitte 12 und 14 werden dann mit Hilfe von Elementen, die zwischen den beiden Blöcken eine Zugspannung erzeugen können, beispielsweise zwischen einem Klemmbackenpaar 42, 44 und einem Klemmbackenpaar 46 und 48 eingespannt, wie in F i g. 10 angedeutet ist. Diese Klemmbackenpaare werden dann in Richtung der Dornachse 25 auseinandergezogen, wobei die Blöcke 12 und 14 voneinander entfernt werden. Hierbei dehnt sich der Dom 16. Wenn der Dornabschnitt 16 gedehnt wird, zieht er sich von allen Seiten aus zusammen, wobei sich seine Oberflächen von den Drahtwindungen im Spulenkanal abheben, wie dies in stark vergrößertem Maße in F ig. 11 dargestellt ist. Es wird angenommen, daß die Fließrichtung des Dornmaterials etwa der Richtung der Pfeile 50 und 52 in F i g. 11 entspricht. Wenn der Ziehvorgang weitergeführt wird, beginnt der Dornkern 16 bei 54 (s. F i g. 13) zu zerreißen oder zu brechen. Wenn der Bruch eintritt, ist der Abstand zwischen den Wänden des Dornkerns 16 und der Innenseite der Kanalwand der Spule so groß, daß die beiden Enden des Doms herausgezogen werden können, ohne daß irgendeine der Windungen in dem Spulenkanal beschädigt oder verletzt wird.The sections 12 and 14 are then clamped with the aid of elements which can generate tensile stress between the two blocks, for example between a pair of clamping jaws 42, 44 and a pair of clamping jaws 46 and 48, as shown in FIG. 10 is indicated. These pairs of jaws are then pulled apart in the direction of the mandrel axis 25 , the blocks 12 and 14 being removed from one another. Here, the dome 16 expands. When the mandrel section 16 is stretched, it contracts from all sides, with its surfaces rising from the wire windings in the coil duct, as shown in a greatly enlarged measure in FIG. 11 is shown. It is believed that the direction of flow of the mandrel material is roughly in the direction of arrows 50 and 52 in FIG. 1 corresponds to 1. As the drawing process continues, the mandrel core 16 begins to tear or break at 54 (see Fig. 13). When the break occurs, the distance between the walls of the mandrel core 16 and the inside of the channel wall of the spool is so great that the two ends of the mandrel can be pulled out without damaging or injuring any of the turns in the spool channel.

Die Ziehgeschwindigkeit kann im wesentlichen konstant sein. Einige Werkstoffe lassen sich jedoch besser handhaben, wenn der Ziehvorgang zunächst mit großer Geschwindigkeit begonnen und dann bei niedrigerer Geschwindigkeit fortgesetzt wird.The pull rate can be essentially constant. Some However, materials can be handled better if the drawing process starts with started at high speed and then continued at a slower speed will.

Der Dorn muß aus einem Material hergestellt werden, dessen Oberfläche sich in Richtung auf die Dornachse zusammenzieht, wenn der Dorn entlang seiner Achse gedehnt wird. Die Zusammenziehung muß so groß sein, daß alle Wände des zusammengezogenen Dorns von dem Spulenkanal bzw. den an diesen Kanal angrenzenden Windungen in einem Ausmaß freikommen, daß beim Herausziehen des Dorns die im Kanal liegenden Windungen nicht beschädigt werden. Die wichtigste Forderung besteht darin, daß eine Kontraktion aller Flächen in Richtung auf die Streckachse auftritt, bevor ein Bruch eintritt. Das Material der Spulenform muß ausreichende Duktilität oder plastische Fließeigenschaft besitzen. Dies bedeutet, daß die Formänderung bei der Bruchspannung die Formänderung im Bereich der Fließgrenze um ein wesentliches Ausmaß übersteigen muß. Unter diesen Umständen wird das Material im Augenblick der Trennung der Spulenforin im Dorn 16 gedehnt und fließt dabei in Richtung auf seine Achse, wobei sich sein Querschnitt verringert. Das Verhalten des Materials unter diesen Bedingungen muß eher duktil als elastisch sein, bzw. es muß sich das Material wenigstens so verhalten, daß es über einen ausreichenden Zeitabschnitt eher duktil als elastisch ist, um ein Abnehmen der Spule von dem Dornabschnitt zu ermöglichen. Diese Bedingung schließt jedoch nicht die Verwendung von solchen Materialien aus, die eine elastische Nachwirkung besitzen, d. h. die nach einer bestimmten Zeitperiode wieder eine Form annehmen können, die weitgehend derjenigen entspricht, die sie vor dem Ziehvorgang besessen haben.The mandrel must be made of a material the surface of which contracts towards the mandrel axis when the mandrel is stretched along its axis. The contraction must be so great that all the walls of the contracted mandrel come free of the coil channel or the turns adjacent to this channel to such an extent that the turns lying in the channel are not damaged when the mandrel is pulled out. The most important requirement is that all surfaces contract in the direction of the extension axis before fracture occurs. The material of the coil form must have sufficient ductility or plastic flow properties. This means that the change in shape at the breaking stress must exceed the change in shape in the area of the yield point by a substantial amount. Under these circumstances, at the moment of separation of the coil form in the mandrel 16 , the material is stretched and thereby flows in the direction of its axis, whereby its cross-section is reduced. The behavior of the material under these conditions must be ductile rather than elastic, or at least the material must behave so that it is ductile rather than elastic over a sufficient period of time to enable the coil to be removed from the mandrel section. However, this condition does not preclude the use of materials which have an elastic after-effect, i.e. H. which after a certain period of time can again assume a shape that largely corresponds to that which they had before the drawing process.

Das Dornmaterial muß wenigstens vier weitere Eigenschaften besitzen. Es muß zunächst einen ausreichend großen Elastizitätsmodul haben, um der Spulenforin eine ausreichende Festigkeit zu geben. Die Festigkeit mag über einen weiten Bereich abnehmen, wobei die Verwendbarkeit des entsprechenden Materials im gleichen Maße abnimmt. Für die Herstellung ist es außerordentlich vorteilhaft, wenn die Spulenform. während des Wickelvorganges nur an einem Ende unterstützt zu werden braucht. Dies bedeutet, daß das Material steif genug sein muß, so daß die durch den Draht während des Wickelvorganges ausgeübte Zugkraft den Dorn nicht zu sehr aus der Richtung seiner Drehachse auslenkt oder um die Drehachse des Doms tordiert. Die Steifigkeit des Materials muß auch ausreichen, um das freie Ende der Spulenform entgegen der Wirkung der Zentrifugalkräfte in ihrer Lage zu halten und das Auftreten von Unwuchten zu verhindern. Es kann ein Material von geringerem Elastizitätsmodul verwendet werden, wenn beide Enden der Spulenanordnung unterstützt werden, wobei ein Ende angetrieben wird. Der Elastizitätsmodul kann noch geringer sein, wenn nicht nur beide Enden der Spulenform unterstützt, sondern auch beide Enden angetrieben werden. Das Material muß außerdem ausreichend fest sein, um einem zu weiten Eindringen der Drähte in die Oberfläche des Doms entgegenzuwirken. Außerdem muß der Elastizitätsmodul ausreichend hoch sein, um zu verhindern, daß sich die Dornanordnung in axialer Richtung unter der Einwirkung der durch die Drähte auf die Oberflächen 18 und 20 ausgeübten Kräfte ausdehnt.The mandrel material must have at least four other properties. It must first have a sufficiently high modulus of elasticity in order to give the coil shape sufficient strength. The strength may decrease over a wide range, with the usability of the corresponding material decreasing to the same extent. For the production it is extremely advantageous if the coil shape. only needs to be supported at one end during the winding process. This means that the material must be stiff enough so that the tensile force exerted by the wire during the winding process does not deflect the mandrel too much from the direction of its axis of rotation or twist it around the axis of rotation of the mandrel. The rigidity of the material must also be sufficient to hold the free end of the coil form in place against the effects of centrifugal forces and to prevent imbalances from occurring. A material of lower elastic modulus can be used if both ends of the coil assembly are supported with one end being driven. The modulus of elasticity can be even lower if not only both ends of the coil form are supported, but both ends are also driven. The material must also be sufficiently strong to counteract excessive penetration of the wires into the surface of the dome. In addition, the modulus of elasticity must be sufficiently high to prevent the mandrel assembly from expanding axially under the forces exerted on surfaces 18 and 20 by the wires.

Zweitens muß das Material der Spulenforin eine ausreichend hohe Fließgrenze haben, um einer Verforinung während des Wickelvorganges entgegenzuwirken. Ebenso wie bei dem Elastizitätsmodul kann die Fließgrenze fortschreitend geringere Werte annehmen, wenn man aufwendigere Mittel zum Unterstützen der Spulenform verwendet. Ein Material mit hoher Fließgrenze ermöglicht eine Unterstützung des Doms an nur einem Ende. Ein Material mit geringerer Fließgrenze muß an beiden Enden unterstützt, braucht aber nur an einem Ende angetrieben zu werden. Ein Material mit noch geringerer Fließgrenze, also ein noch weniger widerstandsfähiges Material, kann verwendet werden, wenn die Spulenform an beiden Enden unterstützt und angetrieben wird.Second, the material of the coil form must have a sufficiently high yield point to counteract deformation during the winding process. as well As with the modulus of elasticity, the yield point can progressively lower values assume when using more elaborate means to support the coil shape. A material with a high yield point only allows the dome to be supported an end. A material with a lower yield point must be supported at both ends, but only needs to be driven at one end. A material with even less Yield point, i.e. an even less resistant material, can be used when the coil form is supported and driven at both ends.

Das Material des Doms sollte drittens vorzugsweise chemischen Angriffen widerstehen und nicht mit dem zum Festlegen der Spulenwindungen verwendeten Bindemittel zusammenkleben. Unter diesem Gesichtspunkt können eine ganze Reihe üblicher plastischer Materialien verwendet werden, die von vornherein diese Eigenschaft besitzen. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, daß man ein Material benutzt, dessen Oberfläche durch Beschichtung oder Behandlung diese Eigenschaft verliehen wird.Thirdly, the material of the dome should preferably be chemical attack resist and not with the binder used to set the coil turns glue together. From this point of view, a number of common plastic Materials are used that have this property from the outset. It however, it is not excluded that a material is used whose surface this property is imparted by coating or treatment.

Das Material muß viertens leicht herstellbar und verarbeitbar sein. Ein besonders einfacher Weg zum Herstellen der Spulenform besteht im Spritzgießen des thermoplastischen Materials. Es ist jedoch durchaus möglich und kann auch in einigen Fällen praktisch sein, wenn man die Spulenform auf andere Weise, beispielsweise durch Formen oder Bearbeiten, herstellt.Fourth, the material must be easy to manufacture and process. A particularly simple way of producing the coil shape is injection molding of the thermoplastic material. However, it is entirely possible and can also be done in some cases come in handy if you can change the coil shape in other ways, for example by molding or machining.

Ein Material, das die oben angeführten Forderungen erfüllt, ist Polyäthylen. Für einen besonderen Anwendungsfall, insbesondere für eine Spule, deren Dornabschnitt eine axiale Länge von 2,16 mm und einen rechteckförmigen Querschnitt von etwa 0,5 - 3 mm besitzt, sind Werkstoffe für das Verfahren zum Herstellen der Spulenform geeignet, die eine Steifigkeit von 6600 bis etwa 12 300 kg/CM2, eine Zugfestigkeit im Bereich zwischen etwa 230 und 350 kg/cm2 und eine Dehnung im Bereich zwischen 12 und 300% aufweisen. Es stehen eine ganze Reihe verschiedener plastischer Werkstoffe zur Verfügung, die so hergestellt werden können, daß sie die oben aufgezählten Eigenschaften besitzen und für das vorliegende Verfahren geeignet sind. Unter diesen Materialien sind z. B. Azetal, Akrylharzkunststoffe, Chloräthylpolyäther, Polyamid, Polypropylen, Styrol, Polykarbonate, Polychlortrifluoräthylene, Fluorkohlenstoff und Vinyl.One material that meets the above requirements is polyethylene. For a particular application, especially for a coil, the mandrel portion mm, an axial length of 2.16 and a rectangular cross section of about 0.5 to 3 mm possesses materials are suitable for the method for manufacturing the coil form having a stiffness of 6600 to about 12 300 kg / cM2, a tensile strength ranging between about 230 and 350 kg / cm2 and an elongation in the range of 12 to 300% have. There are a number of different plastic materials available which can be made to have the properties enumerated above and which are suitable for the present process. Among these materials are e.g. B. acetal, acrylic resin plastics, chloroethyl polyether, polyamide, polypropylene, styrene, polycarbonates, polychlorotrifluoroethylene, fluorocarbon and vinyl.

Vorzugsweise wird der Dom in der Weise hergestellt, daß man das Material in eine Form von zwei Zuführungskanälen her einfließen läßt, die den gleichen Abstand vom Mittelpunkt 33 des Doms 16 in F i g. 4 haben.The dome is preferably manufactured in such a way that the material is allowed to flow into a shape from two feed channels which are the same distance from the center 33 of the dome 16 in FIG. 4 have.

Brauchbare Dorne können auch durch Formen oder maschinelle Bearbeitung hergestellt werden. Das Bindemittel, mit dem die Drahtwindungen der Spule in der Weise festgelegt werden, daß die Spule ein festes Teil bildet, das seine Form beibehalten kann, nachdem der Dorn entfernt worden ist, muß zwei ganz bestimmte Eigenschaften aufweisen. Es muß zunächst die Windungen fest zusammenhalten, ohne die Isolation zu beschädigen, mit der die Drähte versehen sind, und ohne einen Kurzschluß innerhalb der Spule auftreten zu lassen. Zweitens muß das Material zwar an den Drähten festkleben, darf je- doch nicht am Dornmaterial anhaften. Das gleiche Material, das zum Festlegen der Drähte benutzt wird, kann auch als äußeres Füllmaterial verwendet werden, um dem Äußeren der Spule die gewünschte geometrische Form zu geben. Dieses Umhüllungsmaterial kann aber auch aus einem anderen Werkstoff bestehen, der ebenfalls nicht am Dommaterial oder dem Werkstoff der Schablone od. dgl. festklebt.Useful mandrels can also be made by molding or machining. The binding agent used to secure the turns of wire in the coil so that the coil forms a solid part which can maintain its shape after the mandrel has been removed must have two distinct properties. It must first hold the turns tightly together without damaging the insulation with which the wires are provided and without causing a short circuit to occur within the coil. Second, while the material must adhere to the wires, it must not adhere to the mandrel material. The same material that is used to hold the wires in place can also be used as the outer filler material to give the exterior of the coil the desired geometric shape. This wrapping material can, however, also consist of a different material which likewise does not stick to the dome material or the material of the template or the like.

Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn der Domkern im Bereich des Mittelpunkts oder Zentrums der Spule bricht. Dieser Bruch tritt dann auf, wenn die Gesamtmenge des Materials im Querschnitt des Kerns am geringsten ist. Wenn ein Stab oder eine Stange aus irgendeinem Material gedehnt wird, so tritt die größte Kontraktion in Richtung auf die Achse des Materials im Bereich des Mittelpunktes zwischen den beiden Angriffsstellen der die Kräfte übertragenden Klemmeinrichtungen auf. Daraus folgt, daß die Zugkräfte an Punkten angesetzt werden sollten, die von dem Punkt des Doms im Bereich des Zentrums des Kernkanals# den gleichen Abstand besitzen. Nach F i g. 16, in der ein Dorn mit konstantem Querschnitt gezeigt ist, bildet der mit C bezeichnete Punkt das Zentrum des Kernkanals. In diesem Fall sollte der Dorn an Punkten A und B festgespannt werden, die vom Punkt C den gleichen Abstand besitzen.The best results are obtained when the dome core breaks in the area of the midpoint or center of the coil. This break occurs when the total amount of material in the cross section of the core is the least. When a rod or rod made of any material is stretched, the greatest contraction occurs in the direction of the axis of the material in the region of the midpoint between the two points of application of the clamping devices which transmit the forces. It follows that the tensile forces should be applied to points which are the same distance from the point of the dome in the area of the center of the core channel #. According to FIG. 16, in which a mandrel of constant cross-section is shown, the point labeled C forms the center of the core channel. In this case, the mandrel should be clamped at points A and B, which are the same distance from point C.

Nach F i g. 10 in Verbindung mit F i g. 1 greifen die Klemmeinrichtungen an den Blöcken 12 und 14 an. Die auf den Domkern selbst einwirkende Kraft greift an dem Verbindungspunkt bzw. der übergangsstelle zwischen dem Dorn und der Fläche 18 des Blocks 12 bzw. der Fläche 20 des Blocks 14 an. Das bedeutet, daß, wenn mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung begonnen wird, die Blöcke 12 und 14 auseinanderzuziehen, die Kraft unmittelbar angrenzend an den beiden Enden der Spule angreift, was besonders wünschenswert ist. Bei den angewendeten Kräften werden die Blöcke 12 und 14 weit unterhalb der Fließgrenze beansprucht und unterliegen daher keiner Dehnung. Deshalb ist es unwesentlich, ob die Zugbacken 42 und 44 vom Zentrum des Dornkerns 16 in gleichen Abständen angeordnet sind.According to FIG. 10 in connection with FIG. 1 , the clamping devices engage blocks 12 and 14. The force acting on the mandrel core itself acts on the connection point or the transition point between the mandrel and the surface 18 of the block 12 or the surface 20 of the block 14. This means that when the device according to the invention begins to pull the blocks 12 and 14 apart, the force acts immediately adjacent to the two ends of the coil, which is particularly desirable. With the forces applied, the blocks 12 and 14 are stressed well below the yield point and are therefore not subject to any elongation. It is therefore immaterial whether the tension jaws 42 and 44 are arranged at equal distances from the center of the mandrel core 16.

Die Ausbildung des Doms 16 unterstützt das Auftreten des Bruchs im Zentrum. In F i g. 4 ist eine Hälfte einer Spritzgußform in Draufsicht gezeigt, die zwei Zuführungskanäle 29 und 31 besitzt. Das unter gleichem Druck zugeführte plastische Material trifft im Bereich der Zentrumsebene (Linie 33) aufeinander. In der Verbindungsebene ist der Dom offensichtlich ein wenig schwächer als an den übrigen Stellen.The formation of the dome 16 supports the occurrence of the break in the center. In Fig. 4, one half of an injection mold is shown in plan view, which has two feed channels 29 and 31 . The plastic material supplied under the same pressure meets in the area of the central plane (line 33) . In the connecting level the cathedral is obviously a little weaker than in the other places.

Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo ein fester Kern von konstantem Querschnitt aus einem Körper entfernt werden muß, ohne daß eine reibende Berührung zwischen dem Kern und den Kanalwänden des Körpers auftreten darf. Das neue Verfahren läßt sich bei Zimmertemperatur ausführen.The invention is applicable wherever a solid core of constant Cross-section must be removed from a body without frictional contact may occur between the core and the canal walls of the body. The new procedure can be carried out at room temperature.

Claims

Claims: 1. A method for producing self-supporting coils, in particular coils of the smallest dimensions, with the help of a winding mandrel with variable transverse dimensions, d a d urch g e - indicates that a massive winding mandrel made of an expandable material that contracts under tensile forces is used and that according to the winding of the wire, the mandrel is stretched by forces acting in the direction of the coil axis until sufficient play is achieved between the channel walls of the self-supporting coil and the circumferential surface of the mandrel to pull out the mandrel, and that the coil is then removed from the mandrel will.

2. The method according to claim 1, characterized in that before removing the coil from the mandrel this is stretched in the axial direction of the coil until it tears. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a material with plastic flow properties is used for the mandrel. 4. The method according to claim 3, characterized in that a thermoplastic polymer, in particular a polymer from the group of polyolefins, tetrafluoroethylene, vinyl polymers or polyethylene is used as the material for the dome. 5. Apparatus for producing a self-supporting coil according to the method according to claim 1 to 4, characterized by a solid dome made of an expandable material contracting under tensile forces and by an expansion device with two gripping elements to be brought into engagement with the ends of the dome. 6 * apparatus according to claim 5, characterized in that the dome has an average, in its length and transverse dimensions of the exhaust channel measurements of the coil corresponding dome section and has two integrally connected with this end blocks of substantially larger transverse dimensions than the central portion. 7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the mandrel has an area of low strength in a plane lying in the coil channel with the same dimensions. 8. Apparatus according to claim 5 to 7, characterized in that the mandrel consists of a thermoplastic material from the group of polyethylene, tetrafluoroethylene and polypropylene. Documents considered: German Patent No. 252527; German explanatory documents No. 1 011505, 1033320.