DE1125388B

DE1125388B - Machine for winding wire in screw form

Info

Publication number: DE1125388B
Application number: DEC21662A
Authority: DE
Inventors: Roland Claude Cross
Original assignee: Cross Manufacturing Co 1938 Ltd
Current assignee: Cross Manufacturing Co 1938 Ltd
Priority date: 1960-06-13
Filing date: 1960-06-13
Publication date: 1962-03-15

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

C21662Ib/7dC21662Ib / 7d

ANMELDETAG: 13. JUNI 1960REGISTRATION DATE: JUNE 13, 1960

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 15. MÄRZ 1962 NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL: MARCH 15, 1962

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Winden von Draht in Schraubenform, bei der einem einseitig eingespannten Dorn im Wickelbereich eine oder mehrere angetriebene Andrückrollen zugeordnet sind.The invention relates to a machine for winding wire in helical form, in which one side clamped mandrel in the winding area are assigned one or more driven pressure rollers.

Bei einer bekannten Drahtwindemaschine ist der Dorn drehfest angeordnet und mit einer schraubenförmigen Führungsfläche versehen, die die auf dem Dorn hergestellte Drahtwindung zum Dornende hin vorschiebt. Dem Dorn sind kegelige Andrückrollen so zugeordnet, daß ihre dem Dorn zugekehrten Mantellinien parallel zur Dornachse in einem der Drahtstärke entsprechenden Abstand vom Dorn und die Drehachsen der Andrückrollen in einem zum Dornende hin offenen, spitzen Winkel zur Dornachse liegen. Bei dieser Ausbildung der Windevorrichtung schleift die Drahtwmdung bei ihrem Längsvorschub mit ihrer Außenfläche an den Oberflächen der Andrückrollen. Dies hat erhebliche Reibungswiderstände, erhöhten Antriebsbedarf und je nach der Drahthärte und seinem Verformungswiderstand eine Abnutzung des Drahtes oder der Andrückrollen zur Folge.In a known wire winding machine, the mandrel is non-rotatably arranged and with a helical one Provided guide surface, the wire winding produced on the mandrel towards the end of the mandrel advances. Conical pressure rollers are assigned to the mandrel so that their surface lines facing the mandrel parallel to the mandrel axis at a distance from the mandrel corresponding to the wire thickness and the The axes of rotation of the pressure rollers are at an acute angle to the mandrel axis that is open towards the end of the mandrel. With this design of the winding device, the wire weave grinds as it feeds longitudinally with their outer surface on the surfaces of the pressure rollers. This has considerable frictional resistance, increased drive requirement and, depending on the hardness of the wire and its resistance to deformation, wear the wire or the pressure rollers result.

Bei anderen bekannten Drahtwindemaschinen sind die Andrückrollen zylindrisch ausgebildet, mit ihren Drehachsen parallel zum Dorn angeordnet und an ihrem Umfang je mit einer einseitig offenen Ringnut versehen, die mit dem Dorn einen dem Drahtquerschnitt angepaßten Führungsspalt bildet und die Windung beim Winden durch den Axialdruck des zugeführten Drahtes vorschiebt. Bei diesen Windevorrichtungen tritt unter Wirkung dieses Axialdruckes zwisehen dien radialen ebenen Seitenflächen der Ringnuten und dem zu windenden Draht eine gleitende Reibung auf, die gleichfalls den Antriebsbedarf erhöht und eine Abnutzung der Windevorrichtung nach sich zieht.In other known wire winding machines, the pressure rollers are cylindrical with their Axes of rotation arranged parallel to the mandrel and each with an annular groove open on one side on its circumference provided, which forms a guide gap adapted to the wire cross-section with the mandrel and the winding advances during winding by the axial pressure of the fed wire. With these winch devices occurs under the effect of this axial pressure between the radial flat side surfaces of the annular grooves and the wire to be wound on a sliding friction, which also increases the drive requirement and a Wear of the winch device entails.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, diese Nachteile zu vermeiden und die Windevorrichtung so auszubilden, daß der zu windende Draht die den Windungsvorschub vermittelnde Führungsfläche der Windevorrichtung nur linienhaft und mit rollender Reibung berührt, so daß die Vorrichtung mit vermindertem Antriebsbedarf und verminderter Abnutzung betrieben werden kann. Die dem einseitig eingespannten Dorn zugeordneten Andrückrollen sind hierbei mit Kegelflächen versehen und so angeordnet, daß ihre Drehachsen in einem zum Dornende hin offenen, spitzen Winkel zur Dornachse liegen, und die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Andrückrollen an der Basis ihrer Kegelflächen Führungsringnuten aufweisen, die aus einer axialen Anpreßfläche und einer radialen Führungsfläche bestehen.The invention aims to avoid these disadvantages and to design the winch device so that the wire to be wound is the guide surface of the winding device that provides the winding feed only touched linearly and with rolling friction, so that the device with reduced Drive requirement and reduced wear can be operated. The one clamped on one side Mandrel associated pressure rollers are here provided with conical surfaces and arranged so that their The axes of rotation are at an acute angle to the mandrel axis that is open towards the end of the mandrel, and the invention is characterized in that the pressure rollers have guide ring grooves at the base of their conical surfaces have, which consist of an axial pressure surface and a radial guide surface.

Bei dieser Anordnung bilden die Andrückrollen mit dem Dorn einen zum Dornende hin offenen Füh-Maschine zum Winden von Draht in SchraubenformWith this arrangement, the pressure rollers and the mandrel form a feeding machine that is open towards the end of the mandrel for winding wire in screw form

Anmelder: Cross Manufacturing Company (1938)Applicant: Cross Manufacturing Company (1938)

Limited,
Bath, Somerset (Großbritannien)Limited,
Bath, Somerset (UK)

Vertreter: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt, München 22, Widenmayerstr. 46Representative: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, patent attorney, Munich 22, Widenmayerstr. 46

Roland Claude Cross,Roland Claude Cross,

Bath, Somerset (Großbritannien), ist als Erfinder genannt wordenBath, Somerset (Great Britain), has been named as the inventor

rungsspalt, an dem der zu windende Draht nur eine linienhafte Berührung durch diejenigen Querschnittslinien der Führungsnuten aufweist, die sich gerade in der durch die Achsen des Doms und der Andrückrollen verlaufenden Ebene befinden, während sich alle anderen Teile der die Führungsnuten bildenden Flächen im Bogen seitlich vom Führungsspalt entfernen und so die nachteiligen flächenhaften Berührungen mit dem zu windenden Draht und das Gleiten der Windung längs der Andrückrollen vermieden werden.Approximate gap, at which the wire to be wound has only a linear contact through those cross-sectional lines of the guide grooves that are just in of the plane passing through the axes of the dome and the pressure rollers, while Remove all other parts of the surfaces forming the guide grooves in the arch from the side of the guide gap and so the disadvantageous surface contact with the wire to be wound and the sliding the winding along the pressure rollers can be avoided.

Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für die Ausführung einer Drahtwindemaschine nach der Erfindung, und zwar zeigtThe drawing shows an example of the execution of a wire winding machine according to the invention, namely shows

Fig. 1 eine Seitenansicht der Maschine,Fig. 1 is a side view of the machine,

Fig. 2 eine Teilansicht des Windekopfes der Maschine in größerem Maßstab, teilweise im Schnitt, wobei eine der Andrückrollen weggelassen ist,2 shows a partial view of the winch head of the machine on a larger scale, partly in section, where one of the pressure rollers is omitted,

Fig. 3 einen Teil dieses Kopfes in noch größerem Maßstab,3 shows a part of this head on an even larger scale,

Fig. 4 eine vergrößerte schematische Draufsicht auf die in Fig. 3 dargestellte Andrückrolle,FIG. 4 is an enlarged schematic plan view of the pressure roller shown in FIG. 3,

Fig. 5 eine Teildraufsicht auf die in Fig. 3 gezeigten Teile,Fig. 5 is a partial plan view of the parts shown in Fig. 3;

Fig. 6 und 7 schematische Darstellungen des Windevorganges bei einer bekannten Maschine dieser Art.6 and 7 are schematic representations of the winding process in a known machine of this type.

Die Maschine ruht mit einem Gestell 1 auf einer Grundplatte 2. Der Wickelkopf besteht aus einem Dorn 3 und zwei Andrückrollen 4, die an gegenüberliegenden Stellen mit dem Dorn zusammenliegen. Die Andrückrollen 4 werden über Kettenräder S und Ket-The machine rests with a frame 1 on a base plate 2. The winding head consists of a Mandrel 3 and two pressure rollers 4, which lie together with the mandrel at opposite points. the Pressure rollers 4 are driven by sprockets S and chain

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ten und der Dorn 3 über ein Kettenrad 6 und eine Kette von den Abtriebswellen eines Differentialgetriebes? über ein Schaltgetriebe 8 durch einen Elektromotor 9 angetrieben. Der Dorn 3 sitzt in dem konischen Ende eines Futters 10 und kann gegen Dorne anderen Durchmessers ausgewechselt werden, wenn schraubenförmige Drahtwindungen anderen Durchmessers hergestellt werden sollen.ten and the mandrel 3 via a sprocket 6 and a chain from the output shafts of a differential gear? Driven by an electric motor 9 via a gearbox 8. The mandrel 3 sits in the conical End of a chuck 10 and can be exchanged for mandrels of other diameters, if helical wire turns of different diameters are to be produced.

Die Andrückrollen sind an Lagerköpfenil angeordnet, die in dem Gestell 1 in vertikaler und horizontaler Richtung verstellbar sind, damit die Andrückrollen in die richtige Lage zum Dorn gebracht werden können, in der sie den Draht 20 mit dem geeigneten Druck an den Dorn pressen. Die Andrückrollen sind im übrigen ebenfalls auswechselbar, damit sie dem zu windenden Draht angepaßt werden können.The pressure rollers are arranged on bearing heads which are adjustable in the frame 1 in the vertical and horizontal directions so that the pressure rollers can be brought into the correct position in relation to the mandrel, in which they press the wire 20 against the mandrel with the appropriate pressure. The pressure rollers are also interchangeable so that they can be adapted to the wire to be wound.

Der in dem Futter 10 sitzende Dorn 3 ist zylindrisch und hinsichtlich seiner freistehenden Länge im Futter 10 einstellbar. Das Futter 10 ist über eine Kupplung 12 mit einer Welle 13 verbunden, auf der das Antriebskettenrad 6 angeordnet ist. Die Lagerköpfe 11 enthalten gemäß Fig. 2 je eine Welle 15, die an einem Ende die zugeordnete Andrückrolle 4 trägt. Die anderen Enden dieser Wellen stehen je über ein Kegelradgetriebe 14 mit Wellen 25 in Antriebsverbindung, die auf ihren anderen Enden die Kettenträder 5 tragen. Die Wellen 25 sind in Büchsen 22 gelagert, die in innerhalb des Gestells 1 in vertikaler Richtung verstellbaren Schiebern 23 angeordnet und in diesen durch eine Spindel 26 axial verstellbar sind. Die vertikale Verstellung der Schieber 23 geschieht durch Schrauben 24 und 24 a (Fig. 1). An den Büchsen 22 sind die Lagerköpfe 11 befestigt, so daß sie die Bewegungen der Büchsen mitmachen.The mandrel 3 seated in the chuck 10 is cylindrical and adjustable in terms of its free-standing length in the chuck 10. The chuck 10 is connected via a coupling 12 to a shaft 13 on which the drive sprocket 6 is arranged. According to FIG. 2, the bearing heads 11 each contain a shaft 15 which carries the associated pressure roller 4 at one end. The other ends of these shafts are each in drive connection via a bevel gear 14 with shafts 25 which carry the chain wheels 5 on their other ends. The shafts 25 are mounted in bushes 22 which are arranged in slides 23 which are adjustable in the vertical direction within the frame 1 and which can be axially adjusted in these by means of a spindle 26. The vertical adjustment of the slide 23 is done by screws 24 and 24 a (Fig. 1). The bearing heads 11 are attached to the bushes 22 so that they follow the movements of the bushes.

Jede Andrückrolle 4 ist mit einer V-förmigen Führungsnut 16 versehen, die zwei im Winkel zueinander stehende Seitenflächen 17, 18 aufweist (Fig. 3). Das über die Führungsnut überstehende Ende 19 der Andrückrollen 4 ist kegelstumpfförmig. Die konische Fläche dieses Endes geht unmittelbar von der Außenkante 18 d der Seitenfläche 18 der Führungsnut 16 aus. Die Achsen der Andrückrollen 4 und ihrer Wellen 15 liegen zur Achse des Doms 3 in einem spitzen Winkel, der zum freien Ende 21 des Dorns hin offen ist, und die kegelstumpfförmige Abschrägung der Rollenenden 19 ist so gewählt, daß ihre Umfangsfläche den Dorn stets in einer Linie berührt. Beträgt z. B. die Neigung der Andrückrollen zum Dom 45°, so ist auch der Abschrägungswinkel des kegelstumpfförmigen Endes 19 der Andrückrollen 45°. Der Scheitelwinkel der Ringnut beträgt 90°. Die der Kegelstumpffläehe 19 benachbarte Führungsfläche 18 steht im Berührungspunkt mit dem Dom 3 senkrecht zu seiner Außenfläche, während die Anpreßfläche 17 an dieser Stelle parallel zum Dorn verläuft. Fig. 3 läßt erkennen, daß die Nut 16 zusammen mit dem Dom 3 einen rechteckigen Spalt bildet, wobei die Fläche 17 den Draht 20 radial an den Dom preßt, während die Führungsfläche 18 jede gerade entstehende Windung des Drahtes an die vorhergehende, in Richtung zum freien Ende 21 des Dorns 3 drückt und den Drahtwickel um ein Stück vom Dorn abschiebt.Each pressure roller 4 is provided with a V-shaped guide groove 16 which has two side surfaces 17, 18 which are at an angle to one another (FIG. 3). The end 19 of the pressure rollers 4 protruding beyond the guide groove is frustoconical. The conical surface of this end starts directly from the outer edge 18 d of the side surface 18 of the guide groove 16. The axes of the pressure rollers 4 and their shafts 15 are at an acute angle to the axis of the dome 3, which is open to the free end 21 of the mandrel, and the frustoconical bevel of the roller ends 19 is chosen so that their peripheral surface is always the mandrel in a Line touches. Is z. B. the inclination of the pressure rollers to the dome 45 °, the bevel angle of the frustoconical end 19 of the pressure rollers is 45 °. The apex angle of the ring groove is 90 °. The guide surface 18 adjacent to the truncated cone surface 19 is perpendicular to its outer surface at the point of contact with the dome 3, while the contact surface 17 runs parallel to the mandrel at this point. Fig. 3 shows that the groove 16 forms a rectangular gap together with the dome 3, the surface 17 presses the wire 20 radially against the dome, while the guide surface 18 each just emerging turn of the wire to the previous one, in the direction of pushes the free end 21 of the mandrel 3 and pushes the wire winding off the mandrel a little.

Aus Fig. 4 und 5 ist ersichtlich, daß die Fläche 18 sich dem zu windenden Draht 20 in einer Kurve 18 b allmählich nähert, bis sie sich an der Stelle 18 α fest gegen den Draht legt und sich dann nach der Kurve 18 c allmählich wieder von ihm entfernt. Das gleiche gilt für die Kante 18 d, die den Draht 20 auch nurFrom Fig. 4 and 5 it can be seen that the surface 18 gradually approaches the wire 20 to be wound in a curve 18 b until it lies firmly against the wire at the point 18 α and then gradually returns to the curve 18 c away from him. The same applies to the edge 18 d, which the wire 20 also only

ίο an der Stelle 18 a berührt, und zwar auch nur an dessen innerster Kante, so daß sie den Draht nicht bekratzen kann.ίο touched at the point 18 a, and only at that innermost edge so that it cannot scratch the wire.

Hierdurch unterscheidet sich die Maschine gemäß der Erfindung vorteilhaft von den eingangs erwähnten bekannten Maschinen, bei denen die Achsen der Andrückrollen parallel zur Achse des Dorns verlaufen. Bei dieser in Fig. 6 und 7 veranschaulichten Bauart liegt die der Führungsfläche 18 entsprechende Fläche x' der Führungsnut 16 α der Andrückrolle 4 a in ihrem gesamten Verlauf senkrecht zum Dom 3 a. Die der Kante 18 d entsprechende Kante / berührt daher die Seitenfläche 20ά des Drahtes 20 zunächst an der äußeren Kante dieser Fläche, gelangt allmählich bis zur inneren Kante und bewegt sich dann wieder zurück zur äußeren Kante. Dabei ergibt sich eine Berührung der Flächen*' und 20a auf dem in Fig. 7 punktierten Bereich, in dem beträchtliche Relativgeschwindigkeiten zwischen den sich berührenden Flächenteilen auftreten. Selbst wenn nämlich die Geschwindigkeit an der Umfangsfläche T der Walze 4 α gleich derjenigen der Umfangsfläche des Dorns 3 a ist, ergeben sich solche Relativgeschwindigkeiten, weil die Geschwindigkeit an der Innenkante ζ der Nut 16 a geringer als an der Außenkante z', die Geschwindigkeit an der äußeren Fläche* des Drahtes20 aber größer als an der inneren Fläche y ist. Große Reibungswiderstände sind bei dieser Maschine im Gegensatz zu der erfindungsgemäßen daher unvermeidbar.In this way, the machine according to the invention advantageously differs from the known machines mentioned at the beginning, in which the axes of the pressure rollers run parallel to the axis of the mandrel. In this design illustrated in FIGS. 6 and 7, the surface x 'of the guide groove 16 α of the pressure roller 4 a corresponding to the guide surface 18 lies in its entire course perpendicular to the dome 3 a. The edge 18 of the corresponding edge d /, therefore, contacts the side surface of the wire 20 20ά initially at the outer edge of this surface, gradually comes up to the inner edge, and then moves back to the outer edge. This results in a contact between the surfaces * 'and 20a on the area dotted in FIG. 7, in which considerable relative speeds occur between the contacting surface parts. Even if the speed on the peripheral surface T of the roller 4 α is equal to that of the peripheral surface of the mandrel 3 a , such relative speeds result because the speed at the inner edge ζ of the groove 16 a is lower than at the outer edge z ', the speed on the outer surface * of the wire 20 is larger than that of the inner surface y . In contrast to the machine according to the invention, large frictional resistances are therefore unavoidable in this machine.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Spalt, der den im Querschnitt quadratischen Draht 20 aufnimmt, rechteckig dargestellt. Bei Drähten von anderem Querschnitt können auch andere Querschnittsformen der Führungsnut 16 vorgesehen werden. In the exemplary embodiment shown, the gap which receives the wire 20 , which is square in cross section, is shown as a rectangle. In the case of wires with a different cross section, other cross-sectional shapes of the guide groove 16 can also be provided.

Claims

PATENT CLAIM:

Device for winding wire in the form of a screw with a mandrel clamped on one side and arranged in the winding area, driven, partially conical pressure rollers, the axis of rotation of which is at an acute angle to the dome axis that is open towards the end of the dome, characterized in that the pressure rollers (4) on the Base of their conical surfaces (19) guide ring grooves

(16), which consist of an axial pressure surface (17) and a radial guide surface (18) exist.

Considered publications:
U.S. Patent No. 1,803,960.

For this purpose, 1 sheet of drawings