DE2722340A1 - Verfahren und vorrichtung zum wickeln von spulen - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Wickeln von Spulen

Sie Erfindung bezieht sich auf eine Wickelmaschine zum Wickeln von ringförmigen Spulen um Kernsegmente gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft ferner ein Verfahren zu Bewickeln von bogenförmigen Kernsegmenten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Das Wickeln von ringförmigen Spulen, insbesondere von solchen, welche um einen Kern eines Fernseh-Ablenkjochs gewunden werden, kann auf zwei verschiedenen Arten von Wickelmaschinen erfolgen·

In einigen Fällen muß ein Draht auf einem geschlossenen Hingkern angeordnet werden, was eine Ausführung einer Wickelmaschine erfordert, bei welcher ein hin- und hergehender Teil und ein Magazin mit dem Spulenkern verknüpft werden. Eine derartige Haschine sowie Herstellverfahren für das Joch sind in der US-Patentanaeldung 554 701 vom 28. Januar 1975 der Anmelderin beschrieben.

Der andere Typ von Wickelmaschinen, auf welchen sich die vor-

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liegende Erfindung bezieht, dient zur Herstellung von in Fernsehempfängern verwendeten Ablenkjochen, wobei die einander entsprechenden Segmente eines Segmentpaars jeweils unabhängig voneinander mit einer ringförmigen Spule bewickelt werden. In der US-Patentschrift 3 128 056 ist ein Ausführungsbeispiel dieses bekannten Wickelmaschinentyps beschrieben. Nach dem Wickeln der Spule auf jedes Segment werden die Segmente zu einem einzigen Pernseh-Ablenkjoch verbunden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,die Vielseitigkeit und Genauigkeit des Wickeins von Spulen nach dem -erstehend beschriebenen Prinzip weiterzuverbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichenmerkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst. Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.

Demgemäß umfaßt die Erfindung eine Wickelmaschine zum Wickeln einer Mehrzahl von Windungen einer Spule auf ein bogenförmiges Kernsegment, wobei die Wickelmaschine insbesondere Einrichtungen zur sicheren Befestigung eines Kernsegments in einer gegebenen Stellung umfaßt. Ferner sind Einrichtungen vorgesehen, welche in zwei Drehrichtungen mit Bezug auf die Befestigungseinrichtungen drehbar sind und zum Wickeln und Anordnen der Windungen um und längs des Bogens des Kernsegments dienen, während das Segment in einer gegebenen Stellung stationär fest angeordnet ist.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Wickeln einer ringförmigen Spule umfaßt insbesondere das Stationärhalten eines Kernsegments und das Wickeln einer ringförmigen Spule um das stationäre Segment. Ein Merkmal des Verfahrens umfaßt den Schritt eines automatischen Positionierens jedes Kernsegments einer Mehrzahl von Kernsegmenten in einer gegebenen Spulenwickelsteilung und eines automatischen Wickeins einer Ringspule um jedes Kernsegment in dieser Stellung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung, welche gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist und betrieben wird,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung Fig. 1,

Figuren 3a, 3b, 4a, 4b sowie 5 bis 12

Darstellungen zur Veranschaulichung der Relativstellungen des Fliegers und der drehbaren Fliegerabstützung zum Wickeln einer Ringspule um ein Kernsegment und

Fig. 13 einen Schnitt durch ein typisches Kernsegment zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen Flieger und Kernsegment ·

Gemäß den Figuren 1 und 2 weist die erfindungsgemäße Maschine 10 eine auf einer Basis 14 angebrachte Kernschaltanordnung 12 auf, durch welche die einzelnen einer Mehrzahl von Ablenkjoch-Kernsegmenten 16 bis 26 (Figuren 1 und 2) und 16' bis 16* (Pig. 2) in eine Spulenwickelposition bei der Spulenwickeleinrichtung 28 geschaltet wird. Jedes Kernsegment, beispielsweise das Segment 18, ist eine Hälfte eines ringförmigen Ablenkjochs. Die andere Hälfte, welche der Hälfte 18 zugeordnet ist, wird separat mit einer Ringspule bewickelt. Danach werden die beiden zusammengehörigen Hälften mit den auf jede Hälfte aufgewickelten Hingspulen zusammengefügt, um ein vollständiges ringförmiges Fernseh-Ablenkjoch zu bilden. Die Kernschaltungsanordnung 12 hält jedes Segment stationär in der Kernwickelstellung während des Wickeins der ringförmigen Spule um dieses Segment. Die Kernschaltungsanordnung 12 weist einen Teilkopf 30 auf, welcher sich in der Richtung 32 u« die Z-Achse zum Schalten des zu bewickelnden Segments in die Spulenwickelstellung dreht.

Der Teilkopf 30 weist einen aufrechtstehenden Pfosten 31 auf, welcher in Richtung 32 durch eine auf der Basis 14 angebrachte Teilkopfantriebseinrichtung 33 angetrieben wird. An dem Pfosten 31 ist ein Paar von mit vertikalem Abstand voneinander befindlichen, sich horizontal erstreckenden Einspannarm-Abstützteilen 35 und 37 befestigt. An dem oberen Abstützteil 35 sind sechs nach außen gerichtete, mit gleichem Abstand voneinander befindliche Einspannarme 34, 36, 38, 40, 42 und 44 angebracht. Am unteren Abstützteil 37 sind sechs gleiche Einspannarme 34', 36', 38', 40', 42' und 44' (von denen die Einspannarme 38', 4e und 42* nicht dargestellt sind) direkt unterhalb und in jeweiliger Ausrichtung mit den entsprechenden Armen 34 bis 44 angebracht. Im Bereich des äußeren Endes jedes Einspannarms 34 bis 44 und 34' bis 44' ist jeweils eine entsprechende Kern-Einspannvorrichtung 39 befestigt. Die aufeinander ausgerichteten Segmente, beispielsweise die Segmente 18 und 18', sind in derselben Weise orientiert wie gezeigt. Die Einspannvorrichtungen 39 an jedem Einspannarm spannen jedes Segment an einem Ende dieses Segments ein, wobei der restliche Teil des Segments auskragt. Die Segmente sind jeweils halbkreisförmig und sind bei der Mitte des durch

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ein Paar von zusammengehörigen Segmenten/üefestigt, weiche mit der X-Achse zusammenfällt. An jedem Einspannarm 34 bis 44 und 34' bis 44' ist ein separates Kernsegment 16, 18, 20, 22, 24, 26 bzw. 16¹, 18', 20'... 26' (von denen die Segmente 20', 22' und 24* nicht dargestellt sind) eingespannt, wobei jedes Paar 16, 16'; 18, 18'; 20, 20'; 22, 22'... untereinander in derselben Orientierung ausgerichtet ist.

Die Ausrichtung jedes Segments ist wichtig. Diese Ausrichtung wird durch eine geeignete (nicht dargestellte) Nut in jedem Kernsegment und eine zugehörige (nicht dargestellte) Feder an jeder Einspannvorrichtung 39 erreicht. Andere Ausrichtanordnungen können vom Fachmann leicht verwendet werden. Die Ausrichtung jedes Segments mit Bezug auf den entsprechenden Einspannarm schafft einen Bezug für die Anordnung und Orientierung der Wicklungen der Ringspule an dem jeweiligen Segment.

Die Teilkopfantriebseinrichtung 33 weist eine Antriebswelle 41

auf, welche an der Basis 14 über Lager 43 drehbar angebracht ist. Der Pfosten 31 ist an der Antriebswelle 41 über einen Plansch 41· befestigt und erstreckt sich von der Antriebswelle 41 aus nach oben. An der Antriebswelle 41 ist eine Nockeneinrichtung 45 angebracht, welche mit einem Trommelnocken 47 im Eingriff steht. Der Trommelnocken 47 ist eine übliche Einrichtung, welche bei ihrer Drehung diese Drehung auf die Nockenstößel der Nockeneinrichtung 45 überträgt, welche mit dem Trommelnocken 47 im Eingriff stehen, wobei die Antriebswelle 41 in Richtung 32 gedreht wird. Der Trommelnocken 47 ist über geeignete (nicht dargestellte) Lager in der Basis 14 drehbar angebracht und ist mit dem Getrieberad 49 verbunden, welches mit einer Getriebeschnecke 51 im Eingriff steht. Die Getriebeschnecke wird über eine Antriebswelle 53 angetrieben, welche mit einer Antriebswelle 53' verbunden ist über eine Bremse/Kupplung 65, die an einen Motor 55 angefügt ist. Der Motor 55 ist ein üblicher Motor, welcher durch einen Drehmelder 50 über eine Leitung 57 kontinuierlich erregt wird. Um das Schalten der Kernschaltanordnung 12 zu erreichen, wird die Bremse/Kupplung 65 über eine Leitung 65' erregt für die Dauer eines Schaltschritts, welche einer Umdrehung des Schraubenrads 49 entspricht. Die Winkelstellung des Schraubenrads 49 wird durch eine geeignete Aufspüreinrichtung 59 aufgespürt, welche eine magnetische Schwingfeder und eine entsprechende magnetische Betätigungseinrichtung sein kann. Die durch die Aufspüreinrichtung 59 erzeugten aufgespürten Signale werden über eine Leitung 61 auf die Steuerung 50 aufgeprägt. Sobald das Signal der Aufspüreinrichtung 59 vom Drehmelder 50 empfangen wird, wird die Bremse/Kupplung 65 durch ein auf die Leitung 65* aufgeprägtes Signal entregt, wodurch die Drehung der Antriebswelle 53' gestoppt und diese an Ort und Stelle verriegelt wird.

An sämtlichen Einspannarmen 34 bis 44 und 34' bis 44' sind identische Haken 63 angebracht. Die Haken 63 sind jeweils im Bereich der zugehörigen Einspannvorrichtung 39 angeordnet, und zwar ein Haken 63 an jedem Einspannarm· Beispielsweise ist der Haken 63 des Einspannarms 36 nahe dem Einspannende 67 befestigt und an der

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obersten Fläche 69 des Einspannarms 36 angeordnet und überlappt die hintere Kante 71· Jeder Haken 63 überlappt die entsprechende hintere Kante der einzelnen Einspannarme auf ähnliche Weise. Die Haken 63 weisen jeweils mit ihren Hakenenden von dem benachbarten Segment weg, wie dargestellt. Die Haken 63 dienen zur Befestigung des Teils 97 des Drahts 96 (Fig. 1), welcher zwischen den Einspannarmen außerhalb des Weges der Flieger 100 und 100' der Spulenwickeleinrichtung 28^^anvlnn^:r^Äl^tK^Ttschaltanordnung 12 schaltet. Die Haken 63 dienen ferner als geeigneter Anbringpunkt für die Befestigung des danach zu wickelnden Drahts an dem Kernsegment, und zwar sowohl zu Beginn des Spulenwickelns auf diesen Kern als auch bei Beendigung des Spulenwickelns auf diesen Kern· Die Haken 63 können jede geeignete Gestalt haben, welche dazu dient, den Draht auf eine zu erläuternde Weise zu befestigen.

Die Spulenwickeleinrichtung 28 weist vertikal übereinander angeordnete Fliegereinrichtungen 46 und 4-6' (Fig. 2) auf, welche drehbar auf einer Drahtanbringungsvorrichtung 48 angeordnet sind· Die Drahtanbringungsvorrichtung 48 ist drehbar auf der Basis 14 angebracht. Die obere Fliegereinrichtung 46 wickelt den Draht um die Segmente 16 bis 26. Die Fliegereinrichtung 46 gehört zu den Einspannarmen 34 bis 44 und ist zu diesen ausgerichtet und die Fliegereinrichtung 46' gehört zu den Einspannarmen 34' bis 44' und ist in entsprechender Weise zu diesen ausgerichtet.

Während eine Kehrzahl von übereinander angeordneten Fliegern 100 und 100' in Fig. 2 dargestellt ist und eine entsprechende Gruppe von Einspannarmen in der Kernschaltanordnung vorgesehen ist, kann der Fachmann einen einzigen Flieger 100' vorsehen, welcher einer einzigen Gruppe von Einspannarmen 34' bis 44' zugehört. Es ist einzusehen, daß ebenfalls mehr als zwei Schichten von Fliegern und zugehörigen Gruppen von Einspannarmen vorgesehen sein können. Für die vorliegende Erfindung ist der Mechanismus wesentlich, durch welchen eine ringförmige Spule um ein stationäres Kernsegment gewickelt werden kann. Für ein derartiges Wickeln einer Ringspule kann eine einzige Spulenwickeleinrichtung 28 einer Mehrzahl von Einspannarmen, beispielsweise den Einspannarmen 34 bis 44 und 34' bis 44', zugeordnet sein, wodurch eine Vorrichtung geschaffen

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wird, welche sich leicht für ein einfaches, jedoch automatisches Verfahren eignet.

Auf eine zu erläuternde Weise legt die Maschine 10 automatisch fest, wann die Spulen fertig sind, und schaltet über die Kernschaltanordnung 12 jeden der bewickelten Kerne 18 und 18' aus der Spulenwickelsteilung heraus und bringt die nächsten zu bewickelnden Kerne, beispielsweise die Kernsegmente 16 und 16', in die Spulenwickelstellung. Dies wird erreicht durch Drehung des Teilkopfes 30 um 60° in Richtung 32.

Die Drarianbringungsanordnung 4-8 umfaßt eine hohle drehbare Welle 52, welche sich um die X-Achse parallel zur Z-Achse dreht· Diese parallele Beziehung zwischen der X- und der Z-Achse ist fakultativ. Die Welle 52 ist über Lager 54 drehbar in der Basis 14 angebracht. Am unteren Ende der Welle 52 ist eine Motorkupplung 56 angebracht, an welche der Antriebsmotor 58 für die Fliegereinrichtung angeschlossen ist. Um die Welle 52 herum ist ein Getriebezahnrad 60 angebracht, welches durch eine Getriebeschnecke 62 angetrieben wird, die an der (nicht dargestellten) Antriebswelle eines Motors 64 befestigt ist. Der Motor 64 ist an der Basis 14 montiert. Die Antriebswelle des Motors 64 dreht sich um 1,8° bei jedem Impuls, den dieser von der Steuerung über eine Leitung 66 erhält. Die Impulse auf der Leitung 66 werden durch den oben erwähnten Drehmelder und eine Lochstreifenvorrichtung in der Steuerung 50 erzeugt. Eine geeignete Positionsaufspüreinrichtung 59'» welche der Einrichtung 59 ähnlich ist, ist in der Nahe der Welle 52 angeordnet zur Erzeugung von Signalen auf einer Leitung 68, welche die Winkelposition der Welle 52 darstellen. Die Signale sub Aufspüren der Position auf der Leitung 68 werden in die Steuerung 50 für einen noch zu erläuternden Zweck eingegeben.

Der Antriebsmotor 58 weist eine Antriebswelle 70 auf, welche «it der Antriebswelle 72 verbunden ist, die sich um die X-Achse dreht. Der Motor 58 ist ein Schrittmotor und dreht die Welle 72 ue 1,8° bei jedem Impuls, welchen dieser über eine Leitung 73 von der Steuerung 50 erhält. Die Winkelstellung der Welle 72 wird durch eine geeignete (nicht dargestellte) Aufspüreinrichtung aufgespurt,

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welche der Einrichtung 59 ähnlich ist und ein Aufspürsignal dieser Winkelstellung über eine Leitung 75 zur Steuerung 50 sendet. Die Welle 72 erstreckt sich durch die Bohrung der Welle 52 und reicht bis oberhalb eines Tisches 74- der Basis 14. Die Welle 52 besitzt einen Flansch 52', welcher eine Befestigungsabstützung 76 für die Fliegereinrichtung befestigt und abstützt. Am oberen Ende der Welle 72 ist ein Kegelrad 78 befestigt· An der Abstützung 76 ist eine Zahnrad-Riemenscheibenanordnung 80 angebracht. Ein Kegelrad 82 der Anordnung 80 wird durch das Kegelrad 78 angetrieben. Das Kegelrad 82 treib\ eine Riemenscheibe 86 über eine Welle 84 an, welche in einem Gehäuse 81 drehbar gelagert ist. Ferner ist an der Befestigungsabstützung 76 eine Pliegerabstutzkonstruktion 88 angebracht. An der Fliegerabstützkonstruktion 88 ist ein erstes Lagergehäuse 90 sowie ein zweites Lagergehäuse 92 befestigt, welches oberhalb des Gehäuses 90 angeordnet ist.

Da die Fliegereinrichtungen 46 und 46' im wesentlichen den gleichen Aufbau haben, wird nachstehend lediglich eine Beschreibung der exemplarischen Einrichtung 46 gegeben. Das Lagergehäuse 92 der Fliegereinrichtung 46 hat eine sich horizontal erstreckende Bohrung, welche eine Längsachse Y senkrecht zur X-Achse definiert. Innerhalb des Gehäuses 92 ist eine Hohlwelle 94, welche um die Y-Achse drehbar ist. Ein Ende der Welle 94 ist mit einer Riemenscheibe 98 fest verbunden. Am anderen Ende der Welle 94 ist ein Flieger 100 befestigt. Der Flieger 100 dreht sich um die Y-Achse bei Drehung der Riemenscheibe 98. Der Flieger 100, welcher in Fig. 2 in einem Aufrißschnitt gezeigt ist, ist eine hohle ü-förmige Einrichtung, von welcher das Ende des einen Schenkels an der Welle 9A befestigt ist. Die Spitze des anderen Schenkels des Fliegers 100 ist eine hohle Büchse. Der Draht 96 wird durch die Bohrung der Welle 94, den Flieger 100 und die Spitze 102 eingefädelt. Die Spitze 102 ist annähernd auf die X-Achse zentriert, wobei der Flieger 100 sich in der aufrechten Stellung (Fig. 2) befindet, so daß eine Drehung des Fliegers 100 mit Bezug auf die X-Achse über die Drahtanbringungsvorrichtung 48 die Spitze 102 fin der X-Achse schwenkt.

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Die Drehung der Welle 94- bewirkt, daß die Spitze 102 sich um die Y-Achse dreht. Die Spitze 102 ist derart angeordnet, daß sie bei Drehung um die Y-Achse das Segment 18 frei umgibt. Die Y-Achse ist derart angeordnet, daß der Mittelpunkt C (Fig. 13) des eingespannten Segments in einer horizontalen Richtung im wesentlichen mit der Y-Achse zusammenfällt· Diese Beziehung zwischen der Y-Achse und dem Mittelpunkt C wird aufrecht erhalten unabhängig von der Winkelstellung der Fliegereinrichtung 46 mit Bezug auf die X-Achse. Die Fliegereinrichtung 46' ist in ähnlicher Weise aufgebaut und wird auf ähnliche Weise betrieben wie die Einrichtung 4-6.

Die Riemenscheibe 98 wird durch einen Antriebsriemen 104 angetrieben, welcher mit einer Riemenscheibe 106 im Eingriff steht, die an einer Welle 108 der Einrichtung 46' angebracht ist· Die Anbringung des Fliegers 100' an der Welle 108 und die Position des Fliegers 100' mit Bezug auf das Segment 18' ist ähnlich wie vorstehend für den Flieger 100 und das Segment 18 beschrieben· Die Riemenscheibe 106 wird durch einen Antriebsriemen 110 angetrieben, welcher mit der Riemenscheibe 86 im Eingriff steht, die an der Welle 84 angebracht ist. Aufgrunddessen drehen sich beide Flieger 100 und 100' gleichzeitig, wobei sie identische ringförmige Spulen um ähnliche Kernsegmente 18 und 18' wickeln.

Ein großer Vorteil der beschriebenen Vorrichtung ergibt sich durch die Anbringung des Antriebsmechanismus für den Flieger um die Y-Achse an dem Mechanismus zum Antrieb um die X-Achse. Durch diese Anordnung wird das Vorsehen einer Planetengetriebeanordnung vermieden, welche erforderlich wäre, wenn der Antriebsmechanis mus für den Flieger 100 und für die Abstützung 76 unabhängig voneinander an der Basis 14 befestigt wären. Beispielsweise wenn der Motor 58 direkt an der Basis 14 befestigt wäre, würde bei Drehung der Welle 52 das Kegelrad 82 sich mit Bezug auf das Kegelrad 78 drehen· Die Drehung des Kegelrads 82 mit Bezug auf das Kegelrad 78 würde den Flieger 100 drehen. Dieser Vorgang verhindert eine akkurate Steuerung und würde die Maschine noch weiter komplizieren. Durch Anbringung des Motors 58 direkt an der Welle 52 tritt keine Relativbewegung zwischen den Kegelrädern 78 und 82

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auf, wenn die Welle 52 rotiert. Dies ermöglicht eine stark vereinfachte Einrichtung und eine genaue Steuerung beim Wickeln von Ringspulen.

Die Steuerung 50 ist vorzugsweise eine Lochstreifenmaschine und weist eine Logik und einen Drehmelder zur Erzeugung von Signalen auf, welche in die Leitungen 57» 66, 73 und 65' einzugeben sind für den Antrieb oder die Steuerung der betreffenden Motoren 55» 64 und 58 sowie der Motor/Kupplung 65 entsprechend einem vorgegebenen Programm. Es versteht sich, daß der Fachmann auch geeignete elektronische Einrichtungen zur Erzeugung von Positionier- und Antriebssignalen zu den Maschinenmotoren und Kupplungen vorsehen kann. Nachdem einmal festgelegt ist, welche Punktionen durch die Motoren 55» 58 und 64 sowie die Bremse/Kupplung 65 erfüllt werden sollen und wie ihre Steuerung mit Bezug auf die Winkelstellung der zugehörigen Wellen sein soll, können entsprechende Punktionen abgeleitet und durch die Steuerung 50 vorgesehen werden. Einzelheiten für eine derartige Steuerung brauchen hier nicht beschrieben zu werden. Die besonderen Punktionen der Steuerung 50 werden nachstehend in einer exemplarischen Beschreibung dargestellt.

Die Steuerung 50 weist zusätzlich zu den vorstehend genannten Punktionen auch (nicht dargestellte) automatische und handbetätigte Steuerschalter auf. Diese Schalter betätigen geeignete Schaltungen, welche eine unabhängige Betätigung der Motoren 55» 58 und 64 sowie der Bremse/Kupplung 65 bewirken entweder durch separate Handschalter oder durch eine automatische Bandsteuerung. Die Handschalter umfassen die Steuerung der Bewegung in Plusrichtung und Minusrichtung um die X- und die Y-Achse. Eine Betätigung des X-Achsenschalters bewirkt eine Betätigung des X-Achsenmotors 64, welche die Drahtanbringungsvorrichtung 48 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn dreht, wie jeweils gewünscht. Der Y-Achsenschalter betätigt den Y-Achsenmotor 58 zum Drehen der Welle 72 im Uhrzeigersinn oder Gegenuhrzeigersinn, wie jeweils gewünscht. Darüber hinaus umfaßt die Handsteuerung einen Schnellsteuerschalter, welcher unabhängig bewirkt, daß der X- oder der Y-Achsenmotor in beiden Richtungen schneller als bei Normalgeschwindigkeit läuft· Die Steuerung 50 weist einen Start/Stop-Schalter zum Starten und

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Stoppen der Maschine bei der automatischen sowie bei Handsteuerung auf sowie ferner eine Zuführratensteuerung, welche die Geschwindigkeit der endlosen Lochstreifenschleife steuert, die in der Bandsteuereinrichtung arbeitet· Durch Änderung der Geschwindigkeit des Lochstreifens werden sämtliche vorprogrammierten Operationen der Maschine in ihrer Geschwindigkeit synchron verändert, wodurch die zum Wickeln eines einzelnen Singspulensegments erforderliche Zeit entweder vergrößert oder verkleinert wird. Die Steuerung 50 umfaßt ferner eine Handschaltsteuerung, welche bei Betätigung eines geeigneten Schalters den Teilkopf 30 schaltet, so daß die einzelnen Einspannarme der Einspannarme 34 bis 44 und 34' bis 44' jeweils in die Spulenwickelsteilung geschaltet werden.

Während des Betriebs wird, angenommen keine Kernsegmente sind an den Einspannarmen befestigt, ein Kernsegment an jedem Einspannann an der Lade-Entladestation befestigt, bis ein Segment sich in der Spulenwickeleinrichtung 28 befindet. Zu diesem Zeitpunkt sind unbewickelte Segmente an den Armen 36, 36'; 3^t 3^'; 44, 44' und 42, 42' befestigt. Dieser Vorgang wird durch Schließen des (nicht dargestellten) Schalters für die Handschaltsteuerung in der Steuerung 50 (Fig. 2) erreicht. Die Kernschaltanordnung wird nach Befestigung jedes Segmentpaars an der Lade- Entladestation um 60° in Richtung 32 weitergeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt sei angenommen, daß die Segmente 18, 18', 16, 16¹, 26, 26', 24, 24' aufgeladen sind. Draht 96 von einer (nicht dargestellten) Drahtzuführung wird durch eine geeignete (nicht dargestellte) Spannvorrichtung, die Welle 94 und den Flieger 100 einschließlich der Spitze 102 eingefädelt. Der Draht wird von der Spitze 102 aus an dem Haken 63 am Einspannarm 38 befestigt,welcher als nächster nach der Spulenwickeleinrichtung 28 folgt, wodurch der Teil 97 des Drahts 96 gebildet wird. Dies kann durch Handbetätigungseinrichtungen erfolgen. Die Befestigungsabstützung 76 für die Drahtanbringungsvorrichtung 48 befindet sich in der O°-Stellung. Diese Stellung ist in Fig. 1 dargestellt. Ein zweiter Draht 96* von einer (nicht dargestellten) separaten Zuführung wird in den Flieger 100' auf ähnliche Weise eingefädelt. In der Nahe der Abstützung 76 befinden sich Winkelgradteilstriche 112. Der O°-Teil-

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strich befindet sich direkt unterhalb der Arme 36 und 36' (Fig. 1). Die Gradskala 112 ist in 1 -Unterteilungen in Plusrichtung und Minusrichtung über den Winkel von 90 auf beiden Seiten der O°-Marke unterteilt. Die Abstützung 76 (Fig. 2) trägt eine geeignete Strichmarke 114- (siehe beispielsweise Fig. 6). Nachstehend wird die Position der Spulenwickeleinrichtung 28 durch seine Winkelausrichtung gekennzeichnet. Beispielsweise wenn die Abstützung 76 um 90 im Uhrzeigersinn um die X-Achse gedreht wird (Fig. 1), befindet sich die Drahtanbringungsvorrichtung 48 in der (+)90 -Uhrzeigersinn-Stellung. Wenn hingegen die Abstützung 76 um die X-Achse im Gegenuhrzeigersinn um 90° von der O°-Stellung gedreht wird, befindet sich die Drahtanbringungsvorrichtung 4-8 in der (-)90°-Stellung. Es ist zu beachten, daß die gesamte Fliegereinrichtung 28 sich um die X-Achse dreht, wenn die Abstützung 76 sich in Richtung 116 (Fig. 1) dreht.

Wenn die Drähte 96 und 96' an den Haken 63 der Arme 38, 38' befestigt sind, werden die Flieger 100 und 100' den entsprechenden Segmenten 18 und 18' benachbart angeordnet in der Ausrichtung wie in den Figuren 3a und 3b gezeigt. Die Betriebsweise des Fliegers 100 wird nun beschrieben. Es versteht sich, daß die Betriebsweise des Fliegers 10O¹ im wesentlichen dieselbe ist. Jede der durch den Flieger 100 ausgeführten Bewegungen wird gleichzeitig auch durch den Flieger 10O¹ ausgeführt.

Der Flieger 100 ist mit nach oben unterhalb des Segments 18 weisender Spitze annähernd mittig zum Segment angeordnet, wie in den Figuren 3a und 3b gezeigt. Eine geeignete (nicht dargestellte) Sicherheitsverriegelungsvorrichtung ist in der Steuerung 50 angeordnet. Die Signale von den Positionsaufspüreinrichtungen werden, durch die Leitungen 61, 68 und 75 (Fig. 2) kommend,durch geeignete Einrichtungen in der Steuerung 50 verarbeitet, um eine Betätigung der Kernschaltanordnung 12 zu verhindern. Solange der Flieger 100 und die Abstützung 76 jeweils nicht in der in den Figuren 3a und 3b gezeigten Ausrichtung (O°-Stellung, Abstützung 76) sind, kann die Steuerung die Maschine nicht betätigen. Dies verhindert ein Dazwischentreten und eine mögliche Be-

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Schädigung der Flieger während des Schaltvorgangs, was anderen falls über die Handsteuerung möglich wäre· Die Maschine ist nun bereit für den Automatikbetrieb durch Betätigung des Automatikschalters der Steuerung 50. Die vorhergehenden Schritte können manuell erzielt werden. Die folgenden Schritte können entweder manuell oder automatisch durchgeführt werden. Der Flieger 100 (Fig. 4a) wird um 90° im Uhrzeigersinn um die Y-Achse (Richtung 118) gedreht, von rechts nach links in der Zeichnung gesehen. In dieser Stellung befindet sich der Fliegerarm relativ parallel zum Abstützarm 76, wie in den Figuren 4a und 4b gezeigt· Diese letztere Drehung wird wie folgt erreicht.

Das Programm auf dem Lochstreifen in der Steuerung 50 gibt eine Anzahl von Instruktionen an einen geeigneten Drehmelder in der Steuerung 50, welcher eine Mehrzahl von Impulsen zum Y-Achsen-Antriebsmotor 58 (Fig. 2) sendet. Diese Impulse drehen nach Zuführung über die Leitung 73 zum Motor 58 die Welle 72 um die X-Achse, wobei das Kegelrad 78 gedreht wird. Das Kegelrad 78 dreht das Kegelrad 82. Infolge der Drehung des Kegelrads 82 werden die Zahnrad-Riemenschexbenanordnung 80, der Riemen 110, die Riemenscheibe 106, der Riemen 104 und die Riemenscheibe 98 gedreht, wodurch die Welle 94- in der Richtung 118 (Uhrzeigerrichtung von rechts nach links in der Zeichnung gesehen) angetrieben wird. Es ist zu beachten, daß der Flieger 10O¹ sich ebenfalls in derselben Richtung 120 über die mit der Riemenscheibe 106 verbundene Welle 108 dreht. Nachdem der Flieger 100 wie in den Figuren 4a und 4b gezeigt orientiert ist, blockiert das Programm am Lochstreifen in der Steuerung 50 den Flieger 100· Die Abstützung 76 und somit die Flxegereinrxchtungen 46 und 46* werden danach um die X-Achse bis annähernd in die -75°-I^>osition gedreht (Fig. 5)· Um dies zu erreichen, erzeugt die Steuerung 50 eine Anzahl von Impulsen und prägt diese auf die Leitung 66 (Fig. 2) auf, um den Motor 64 anzutreiben und somit die Welle 52 zu drehen, wobei die Welle 52 um die X-Achse gedreht wird. Da der Motor 58, seine zugehörige Antriebswelle und die Fliegereinrichtungen 46 und 46* sämtlich an der Abstützung 76 angebracht und befestigt sind, welche mit der Antriebswelle 52 verbunden ist, rotieren alle um die X-Achse bei Drehung der Welle 52· Da

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die Spitze 102 des Fliegers 100 in dieser Stellung mit der X-Achse zusammenfällt (Fig. 5) schwenkt die Spitze 102 um die X-Achse. Die -75°-Position ist nur beispielhaft und wird bestimmt durch die Art der Spule, welche auf das Segment 16 aufgewickelt werden soll. Es ist einzusehen, daß die maximale Verstellung von der 0°-Position bestimmt wird durch den Abstand zwischen den Fliegern, den Einspannarmen und den Kernsegmenten. In der Stellung gemäß Fig. 5 befindet sich die Y-Achse senkrecht zu einer zwischen der X-Achse und dem Haken 63 auf dem Einspannarm 36 gezeichneten Linie. Die Steuerung 50 verriegelt die Abstützung 76 in dieser Winkelstellung.

Wenn der Flieger 100 in der Richtung 118 gedreht wird, befindet sich gemäß Fig. 6 die Spitze 102 dem Haken 63 benachbart. Die Steuerung 50 dreht den Flieger 100 in der Richtung 118 mehrere Male um das Segment 18 und den Haken 63 weiter, wobei zwei oder drei Windungen des Drahts 96 um das Segment 18 und den Haken 63 hergestellt werden, wodurch Bezugswicklungen 122 gebildet werden (Fig. 7)· Die Maschine beginnt dann automatisch das Wickeln der ersten Windung auf die zu wickelnde Ringspule von der durch die Wicklungen 122 gebildeten Bezugsstelle aus. Der Draht 86, welcher somit über die Wicklungen 122 an dem Segment 18 verriegelt ist, erlaubt, daß der Flieger 100, die Abstützung 76 und der Draht 96 in eine Spulenwickelanfangsstellung gebracht werden ohne schädliche Verschiebung des Drahts während des Wickeins. Das Bringen in die Anfangsstellung wird erreicht durch Drehen der Spulenwickeleinrichtung 28 umd die X-Achse in der Richtung 124-(Fig. 7) über die Steuerung 50. Die Steuerung 50 stoppt die Einrichtung 28 ungefähr in der -71°-Position (Fig. 8), um das Wickeln der Ringspule zu beginnen. Diese Stellung ist willkürlich und wird bestimmt durch die Art der um das Segment 18 zu wickelnden Spule. Der Flieger 100 wird in der Zwischenzeit in der horizontalen Stellung (Figuren 7 und 8) durch die Steuerung 50 verriegelt. Der Lochstreifen in der Steuerung 50 erzeugt danach Signale zum Durchführen des Wickeins der ringförmigen Spule. Die Spule wird durch synchrones Drehen des Fliegers 100 um die Y-Achse in der Richtung 118 und Drehen der Abstützung 76 und somit der Spulenwickeleinrichtung 28 um die X-Achse in der Richtung 124-

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(Fig. 8) gewickelt. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Abstützung 76 in eine der Richtung 124 entgegengerichtete Richtung während des Wickeins der Spule gedreht werden kann.

Die beiden Drehungen in die Richtungen 118 und 124 werden synchronisiert, um sowohl die Anzahl der Wicklungen als auch die seitliche Verschiebung jeder der Wicklungen in Übereinstimmung mit dem vorgegebenen Programm in der Steuerung 50 zu bringen.

Es versteht sich, daß verschiedene Spulentypen (Anzahl von Windungen, Anbringung etc.) in den Lochstreifen der Steuerung 50 für verschiedene Segmente, die an benachbarten horizontalen Einspannarmen befestigt sind, einprogrammiert werden können. Während die auf den vertikal übereinander befindlichen Segmente 18, 18' gewickelten Spulen identisch sind, können die auf die Segmente und 16' an den benachbarten Einspannarmen 54, 34' aufgewickelten Spulen unterschiedlich dazu sein. Somit ist es mit sechs Einspannarmpaaren möglich, gleichzeitig zwei Ringspulen von sechs unterschiedlichen Ausbildungen zu wickeln.

Am Ende des Wickeins der ringförmigen Spule auf das Segment 18 in der +71°-Position wird der Flieger 100 mit oberhalb des Segments 18 in Richtung auf dieses zeigender Spitze 102 angeordnet (Fig.9)· Der Flieger 100 wird in dieser Stellung durch die Steuerung 50 verriegelt. Die Steuerung 50 erzeugt und sendet ein Signal an den Motor 64 zum Drehen der Abstützung 76 in die Richtung 126 (Fig. 9) von der +71°- zu der -75°-Stellung (Fig. 10). Hierdurch wird die Y-Achse des Fliegers 100 in Übereinstimmung mit der Lage der Y-Achse des Fliegers 100 gemäß Fig. 5 gebracht. Die Steuerung 50 sendet nun ein Signal an den Motor 58, welcher den Flieger 100 um den Haken 63 und das Segment 18 dreht, wobei der Draht 96 in Abschlußwicklungen 122' befestigt wird, welche an die Bezugswicklungen 122 angelagert sind. Nach Beendigung der Abschlußwicklungen 122' wird der Flieger 100 unterhalb des Segments 18 in Stellung gebracht (Fig. 11). Die Stellung des Fliegers 12 ist am besten aus Fig. 3b ersichtlich. Es ist zu beachten, daß die Abstützung 76 (Fig. 11) sich lieber in der -75°-Stellung als in der O°-Stellung gemäß Fig. 3b befindet. Wenn der Flieger auf diese Weise in

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Stellung gebracht ist, werden die Abstützung 76 und die Spulenwicke !einrichtung 28 in die O°-Stellung um die X-Achse in der Richtung 128 (Fig. 11) gedreht und dort durch die Steuerung 50 verriegelt·

An dieser Stelle sind der Flieger 100 und die Spulenwickeleinrichtung 28 in einer Stellung, in welcher sie nicht mit anderen Maschinenteilen oder Kernsegmenten interferieren, und die Maschine ist bereit für den Schaltvorgang. Die Bremse/Kupplung 65 wird erregt über die Leitung 65', wodurch das Schraubenrad 4-9 über die Wellen 53', 53 und die Getriebeschnecke 51 in Eingriff gebracht wird. Der Trommelnocken 4-7 wird durch das Schraubenrad ,4-9 angetrieben. Der Trommelnocken 4-7 ist derart ausgebildet, daß eine vollständige Umdrehung dieses ein Weiterschalten der Kernschaltanordnung 12 um 60° in der Richtung 32 bewirkt. Die Beendigung einer Umdrehung des Trommelnockens 4-7 wird durch die magnetische Schwingfeder 59 aufgespürt und an den Drehmelder 50 über die Leitung 61 signalisiert.

Um sicherzustellen, daß durch die Bedienungsperson die Maschine während des vorhergehenden WicklungsZyklus in der Lade/Entlade-Station die fertigen Spulen entfernt wurden und neue Segmente eingefügt wurden, startet die Maschine nicht automatisch, bevor die Bedienungsperson von Hand einen Knopf zum Starten einer Periode (Steuerung 50) gedrückt hat. Danach wird die Bremse/Kupplung 65 über ein längs der Leitung 65' von der Steuerung 50 kommendes Signal erregt und die automatische Arbeitsweise beginnt. Angenommen, die Maschine hat so gearbeitet, daß die Spulen gewickelt sind wie in Fig. 2 gezeigt, so werden die Segmente 24- und 24-' mit den daraufgewickelten Ringspulen von den zugehörigen Einspannarmen 42 bzw. 4-2' entfernt, indem man die zwischen den Haken 63 der Einspannarme 4-2 und 4Ό, 4-2' und 4Ό¹ befindlichen Drahtabschnitte 97 durchschneidet und trennt und ferner die Wicklungen 122 und 122* trennt. Die gewickelten Segmente 24- und 24·· werden dann aus den Einspannarmen 4-2 bzw. 42' ausgespannt und neue unbewickelte Spulenkernsegaente werden an den Einspannarmen 4-2 und 4-2' befestigt. Die getrennten Enden der gewickelten Spulen können vorläufig an Ort und Stelle aufgewickelt werden.

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Der Trommelnocken 47 schaltet dann die Kernschaltanordnung 12 um 60° weiter, um die Einspannarme 34· und 34-' in der Spulenwickelstellung anzuordnen. Die Steuerung 50 synchronisiert die Drehung der Kernschaltanordnung 12 mit dem Wickelbeginn einer neuen Spule um die als nächste zu bewickelnden Segmente, beispielsweise die Segmente 16 und 16', welche nun in der Spulenwickelstellung angeordnet sind. Die in den Figuren 3a» 3b, 4a, 4b und 5 bis 12 dargestellten Schritte werden für die Segmente 16 und 16' wiederholt. Der Antriebsmotor 55 (Fig· 2) kann kontinuierlich arbeiten und bei Beendigung des Wickeins der Ringspule um die Segmente 16 und 16' die als nächste darauffolgenden Segmente weiterschalten. Bei dieser Ausführungsfonn macht die Bedienungsperson dies manuell.

Da die Betätigung der Steuerung 50 über einen Lochstreifen erfolgt, ist es leicht einzusehen, daß o'ede vorgegebene Art von auf ein Kernsegment zu wickelnden Ringspulen in die Steuerung einprogrammiert und durch die Maschine 10 gewickelt werden kann. Ferner können viele unterschiedliche Typen von Spulen gewickelt werden, da die Maschine verschiedene horizontal benachbarte Einspannarme aufweist. Ferner können so viele unterschiedliche Segmente gleichzeitig bewickelt werden, wie viel übereinander befindliche Anordnungen von Fliegern und Kerneinspannarmen in einer gegebenen Ausführungsform vorhanden sind. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Maschine bei der Spulenwickeleinrichtung 28 Spulen wickelt, während die Bedienungsperson gleichzeitig die Kernsegmente einlädt und auslädt. Somit ergibt sich eine große Effektivität bei relativ niedrigen Kosten durch eine einzige Spulenwickeleinrichtung 28, welche automatisch eine Mehrzahl von Segmenten und Typen von Spulen in einer einzigen Maschine wickelt.

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Lee A¹I

ite

Claims (8)

1. 27223AQ

   Ansprüche

   Spulenwickelmaschine mit einer Anordnung zum Bringen eines bogenförmigen Kernsegments an eine Wickelstation, einem durch einen Wickelmotor drehbaren Flieger zum Anbringen von Windungen eines Drahts um ein an die Wickelstation gebrachtes Kernsegment sowie einem Motor zur Herbeiführung einer bogenförmigen Relativbewegung zwischen dem Kernsegment und dem Flieger derart, daß die Windungen längs des Kernsegments aufeinanderfolgend angebracht werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (12, 63) das Kernsegment (16) zeitweilig mit Bezug auf eine Basis (14-) fest anordnet und eine Fliegerabstützeinrichtung (76, 88) mit der Basis (14) gekoppelt ist, wobei die Fliegerabstützeinrichtung (76, 88) um eine durch das Zentrum des derart fixierten Kernsegments (16) verlaufende Achse (X) frei drehbar ist, und wobei der Motor (64) die Fliegerabstützeinrichtung (76, 88) und damit auch den Flieger (100) zur Erzeugung der bogenförmigen Relativbewegung antreibt.
2. 2. Spulenwickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Windungen des Drahts (96) anbringende Wickelmotor mittels eines Kopplungsgi ie ds (52) und dessen Lager (54-) an der Basis (14) angebracht ist, wobei durch das Kopplungsglied (52) und die Lager (5²O die Fliegerabstützeinrichtung (76, 88) an die Basis (14·) angekoppelt ist, und wobei die Gesamtheit des Wicklungsmotors (58) durch den Motor (64) zur Erzeugung der Relativbewegung gedreht wird.
3. 3. Spulenwickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsglied (52) rohrförmig ausgebildet ist und in der Achse (X) liegt, wobei es eine Antriebswelle (72) des Wickelmotors (58) umgibt, welcher über mehrere um 90° umlenkende, an der Fliegerabstützeinrichtung (76, 88) angebrachte Antriebseinrichtungen (80, 110, 104, 98) den Flieger (100)

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   ORIGINAL INSPECTED

   ¹ 272234Q

   zur Erzeugung der Wicklungswindungen antreibt.
4. 4. Spulenwickelmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 t gekennzeichnet durch einen Drehmelder und eine Maschinensteuerung (50) zum Programmieren und Synchronisieren der Motoren (58,

   64) zum Wickeln der Spulenwindungen entsprechend einem gewählten Muster und gegebenenfalls zum Programmieren und Synchronisieren eines Antriebs (55» 64, 41) zum periodischen Schalten von Kernsegmenten hiermit·
5. 5. Spulenwickelmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen von Kernsegmenten (16, 16'.··) jeweils in eine entsprechende Anzahl von Wickelstationen geschaltet werden, wonach die Zentren dieser Kernsegmente (16, 16'···) in der Achse (X) liegen, und eine entsprechende Anzahl von Fliegern (100, 10O¹...) zum ähnlichen und gleichzeitigen Wikkeln von Spulensegmenten an sämtlichen Wickelstationen gemeinsam auf zwei Arten durch die Motoren (58, 64) und die Antriebseinrichtungen (80, 110, 104, 98) angetrieben werden·
6. 6. Spulenwickelmaschine nach Anspruch 5t dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe von Kernsegmenten (16, 16'...) durch Einspannvorrichtungen (39) eingespannt und ausgerichtet werden, welche in Intervallen an der allenGruppen gemeinsamen Kernschaltanordnung (12) angebracht sind.
7. 7. Spulenwickelmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschaltanordnung (12) an jeder Einspannvorrichtung (39) Drahtspanneinrichtungen (63) zum Befestigen des zugeführten Drahts (96) aufweist.
8. 8. Spulenwickelmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Gruppen von Kernsegmenten (16, 16'.·.) horizontal voneinander getrennt sind und die einzelnen Kernsegmente jeder Gruppe, die Stationen und die Flieger (100, 100'...) vertikal übereinander angeordnet sind, wobei die Achse (X) eine vertikale Achse ist·

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   9· Spulenwickelmaschine nach einem der Ansprüche 4- bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmelder und die Maschinensteuerung (50) in Erwiderung auf Stellungsanzeigesignale (68, 75, 61) Signale (73, 66) an die beiden Motoren (58, 64) und an den Schaltantrieb (55) sendet.

   10· Verfahren zum Wickeln eines bogenförmigen Spulensegments, bei welchem zwei Relativbewegungen, nämlich eine zum Windungswickeln und eine zum fortschreitenden Anordnen der Windungen, zwischen einem mit einem Draht geladenen Flieger und einem Kernsegment für die Spule vorgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernsegment, beispielsweise durch eine Kernschaltanordnung, stationär gehalten wird, während der Flieger zur Windungswxckelbewegung der Relativbewegung gedreht wird, wobei ein an einer Plattform starr gehaltenes Lagerungsgehäuse verwendet wird, und die Plattform ihrerseits gedreht wird, wobei Lager verwendet werden, deren Achse (X) zum Herbeiführen der Windungsfortschreitbewegung der Relativbewegung durch das Zentrum des Kernsegments verläuft·

   11· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein weiterer Flieger und zu diesem zugehörige Lager ebenfalls starr an der gedrehten Plattform gehalten werden und zum gleichzeitigen Wickeln einer zweiten, ebenfalls zu der Achse (X) zentrierten Spule in ähnlicher Weise auf die beiden Arten gedreht werden.

   12· Spule, gewickelt auf einer Wickelmaschine bzw. nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11.