-
-
Wickelmaschine zum Wickeln elektrischer Spulen
-
Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Wickeln elektrischer
Spulen mit einer einer Zahl gleichzeitig zu wickelnder Spulen entsprechenden Anzahl
von antreibbaren Wickelspindeln, denen jeweils ein in Achsrichtung der Wickelspindeln
auslenkbarer Drahtführer und eine Schneidvorrichtung zum Abtrennen des Drahtes nach
Bewicklung der Spulen zugeordnet ist.
-
Bei automatischen Wickelmaschinen ist es bekannt, nach dem eigentlichen
Bewickeln einer Spule Zusatzoperationen an den Spulen durchzuführen. Solche Zusatzoperationen
können am Ort der Wickelspindel selbst durchgeführt werden. Beispiel dafür ist das
Abschneiden eines Draht endes und das Anwickeln desselben an einen Anschlußstift
des Spulenkörpers. Weitere Zusatzoperationen werden im allgemeinen an nachgeschalteten
Arbeitsstationen durchgeführt. Bei sogenannten Rundtellerautomaten werden Spulenkörper
entlang des Tellerumfangs gehalten und nacheinander den unterschiedlichen Stationen
zugeführt.
-
Eine andere bekannte Bauart von sogenannten Mehrfachwickelmaschinen
sieht eine sich im wesentlichen longitudinal entlang von Wickelstationen und Arbeitsstationen
erstreckende Transportvorrichtung vor, von der zumindest im Bereich der Wickelstationen
die Spulenkörper entnommen und wieder auf diese zurückgeführt werden.
-
Wird auf derselben Wickelmaschine ein Wechsel von einer Spulenbauvorschrift
zu einer anderen vorgenommen, die mit einer Änderung des Durchmessers und/oder der
Beschaffenheit des zu wickelnden Drahtes verbunden ist, wird
die
Wickelstation entsprechend umgerüstet. Im Zusammenhang mit dem Wickeln von Spulen
mit mehreren voneinander unabhängigen Wicklungen ist bereits die Verwendung von
Drahtsorten unterschiedlicher Drahtbeschaffenheit und/oder Drahtstärke bekannt,
Das Bewickeln kann hierbei in entlang eines Transportweges hintereinander angeordneten
Arbeit~ stationen erfolgen.
-
Bei der üblicherweise geforderten Isolierung zweier Wicklungen auf
dem Spulenkörper gegeneinander muß nach der Fertigstellung der ersten Wicklung eine
isolierende Bandage auf die fertige Wicklung aufgebracht werden; erst danach kann
das Wickeln der zweiten Wicklung erfolgen.
-
In einer automatischen Wickelmaschine bedeutet dies, daß der Wickelstation,
in der die erste Wicklung aufgebracht wird, eine Bandagierstation nachgeschaltet
ist und daß nach der Bandagierstation eine weitere Wickelstation angeordnet wird,
der wiederum eine Bandagierstation nachgeschaltet sein muß. Dieser verhältnismäßig
hohe Aufwand zwingt in der Praxis dazu, das Aufbringen der beiden Wicklungen auf
unterschiedlichen Maschinen durch~ zuführen. Die Spule verläßt also die erste Maschine
im halbfertigen Zustand und wird dann.in eine zweite Maschine eingebracht, in der
die zweite Wicklung hergestellt wird.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine einfache
Anpassung an zu wickelnde Drähte unterschiedlichen Durchmessers und/oder unterschiedlicher
Beschaffenheit zu erzielen und insbesondere das Wickeln von Spulen mit aus entsprechend
unterschiedlichen Drähten aufgebauten Wicklungen in einer Aufspannung der Spulen
körper zu ermöglichen. Dies wird im Zusammenhang mit der eingangs definierten Wickelmaschine
dadurch erreicht, daß jedem Drahtführer wenigstens ein einen Draht anderer Beschaffenheit
und/oder anderen Durchmessers aufnehmen-
der zusätzlicher Drahtführer
zugeordnet ist, der mit ihm auf einem gemeinsamen Träger derart gelagert ist, daß
wahlweise der Draht des Drahtführers oder der Draht eines der zusätzlichen Draht
führer mit der zu wickelnden Spule in Eingriff bringbar ist.
-
Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß an jeder
Wickelstation - am Ort jeder Wickelspindel -mehrere unterschiedliche Drähte bereitstellbar
sind, so daß jederzeit eine Umstellung auf andere Spulenbauvorschriften und der
Aufbau von Wicklungen mit unterschiedlichen Drahtsorten möglich ist.
-
Eine vorteilhafte Realisierung dieser Anordnung sieht vor, daß der
einer Wickelspindel zugeordnete Drahtführer mit dem zugehörigen zusätzlichen Drahtführer
auf einer in wenigstens zwei Freiheitsgraden bewegbaren Trägerstange angeordnet
ist. Die Anordnung der Drahtführer auf der Trägerstange und die Auswahl der Freiheitsgrade
der Bewegung der Trägerstange kann dabei derart erfolgen, daß der einer Wickelspindel
zugeordnete Drahtführer mit den zugehörigen zusätzlichen Drahtführern in Längsrichtung
nebeneinander versetzt auf der Trägerstange befestigt ist, die in Richtung ihrer
Längsachse und in der dazu senkrechten Richtung der Wickelspindelachse bewegbar
ist. Durch die Verschiebung der Trägerstange in Richtung ihrer Längsachse kann wahlweise
der Drahtführer oder einer der zusätzlichen Drahtführer unmittelbar in den Bereich
der Wickelspindel positioniert werden; durch die parallel zur Richtung der Wickelspindelachse
erfolgende zweite Verschiebebewegung wird der Fadenführer zwischen zwei Begrenzungsflanschen
des zu bewickelnden Spulenkörpers hin und her geführt.
-
Von besonderem Vorteil ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Wickelmaschine
dann, wenn mehrere Wickelspindeln
nebeneinander angeordnet sind
und somit eine sogenannte Mehrfachwickelmaschine vorligt. In diesem Zusammenhang
ist vorgesehen, daß die Trägerstange allen Wickelspindeln zugeordnet ist. Die Drahtführer
und die zusätzlichen Drahtführer werden also gemeinsam bewegt.
-
Eine weitere Möglichkeit zur wahlweisen Verbindung entweder des Draht
führers oder eines der zusätzlichen Drahtführer mit einer Wickelspindel besteht
darin, daß der einer Wickelspindel zugeordnete Drahtführer mit den zugehörigen zusätzlichen
Drahtführern in einem Trägermagazin gehalten und mittels einer gemeinsamen, in wenigstens
zwei Freiheitsgraden bewegbaren Drahtführeraufnahme in das Trägermagazin herein-
und wieder aus diesem herausführbar ist. Je Wickelspindel ist also eine Drahtführeraufnahme
vorgesehen, die mit dem Drahtführer oder einem der zusätzlichen Drahtführer wahlweise
kuppelbar ist. Das Trägermagazin kann dabei in einfachster Weise durch eine Profilstange
gebildet sein, auf die entweder eine hakenförmige Kontur der Drahtführer aufgesetzt
wird, oder die in einem sich an eine Einführöffnung anschließenden Schlitz ein pilzförmiges
Verbindungsteil der Draht führer aufnimmt. Zur wahlweisen Verbindung und Lösung
der Drahtführeraufnahme mit den Draht führern ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung vorgesehen, daß die Drahtführer und die zusätzlichen Drahtführer einerseits
und die Drahtführeraufnahmen andererseits aneinander angepaßte, durch entsprechende
Relativbewegungen arretierbare und lösbare Kupplungsteile aufweisen.
-
Auch die Ablage des Drahtführers und der zusätzlichen Drahtführer
in einem Trägermagazin und die wahlweise Kupplung der Drahtführer mit einer Drahtführeraufnahme
ist als apparativ besonders einfach und vorteilhaft anzusehen, wenn mehrere Wickelspindeln
nebeneinander
angeordnet sind. In diesem Zusammenhang wird-vorgesehen,
daß eine der Zahl der Wickelspindeln entsprechende Anzahl von Drahtführeraufnahmen
in einem zumindet annähernd dem Wickelspindelabstand entsprechenden Abstand gegeneinander
versetzt auf einer gemeinsamen Trägerstange angeordnet sind, die zumindest alle
drei translatorischen Bewegungsfreiheitsgrade aufweist. Durch eine einfache Verschiebung
der Trägerstange in Richtung ihrer Längsachse können also die Drahtführeraufnahmen
jeweils dem benötigten Draht führer gegenübergestellt und durch eine anschließende
translatorische Bewegung in Richtung auf das Trägermagazin mit diesem gekoppelt
werden. Durch Kombination mindestens zweier translatorischer Bewegungen wird dann
die Drahtführeraufnahme mit dem daran befindlichen Drahtführer in die gewünschte
Wickelposition gebracht.
-
Jeder Wechsel des Drahtführers am Ort einer Wickelspindel führt zwangsläufig
dazu, daß ein neuer Anfang einer Wicklung festgelegt werden muß. In diesem Zusammenhang
sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Drahtführer derart
ausgebildet sind und derart mit als Schneidvorrichtungen ausgebildeten Zusatzwerkzeugen
zusammenwirken, daß nach dem Abtrennen eines Drahtes ein für eine nachfolgende Festlegung
des im Drahtführer geführten Drahtes an einem Anschlußstift ausreichender Drahtabschnitt
aus dem Drahtführer herausragt. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden,
daß der Draht innerhalb des Drahtführers klemmbar ist.
-
Dies bietet die Möglichkeit, ohne ortsfeste Anschlüsse und damit ohne
Drahtabfall zu arbeiten. Die Festlegung kann also direkt an Spulenanschlußstiften
erfolgen.
-
Bei radialer Ausrichtung eines Spulenanschlußstiftes ist beispielsweise
das bekannte Verfahren des Anbringens einer Drahtwicklung am Anschlußstift durch
entsprechende Verfahrbewegungen des Drahtführers einsetzbar. Insbesondere für axial
von der Spule abstehende Spulenanschlußstifte
sieht eine Weiterbildung
der Erfindung vor, daß der Drahtabschnitt durch entsprechende Positionierung des
Drahtführers schräg an den Anschlußstift ansetzbar und in dieser Lage von einem
Fanghaken eines Anwickelwerkzeugs erfaßbar ist.
-
Ein derartiges Anwickeln eines Drahtendes ist bezogen auf das eigentliche
Wickeln einer Spule als Zusatzoperation anzusehen. Solche Zusatzoperationen sind
beispielsweise auch das Aufsetzen zu bewickelnder Spulenkörper auf die Wickelspindel
und das Abnehmen bewickelter Spulenkörper von den Wickelspindeln. Weitere mögliche
Zusatzoperationen sind das Bilden von Wicklungsabgriffen, das Bandagieren von Wicklungslagen
und das Abbiegen von Anschlußstiften zur Bildung einer Zugentlastung.
-
Es ist bekannt, einige solcher Zusatzoperationen direkt am Ort jeder
Wickelspindel vorzunehmen. Dies gilt insbesondere für das Anwickeln von Spulenehden
an Anschlußstiften der Spulenkörper. Auch Be und Entladeeinrichtungen sowie Schneideinrichtungen
zur Bildung von Drahtenden können individuell einer Wickelspindel zugeordnet sein.
Üblicherweise wird jedoch ein großer Teil solcher Zusatzoperationen an Arbeitsstationen
vorgenommen, die den eigentlichen Wickelstationen nachgeschaltet sind.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung befaßt sich damit, den
maschinellen Aufwand und Raumbedarf für solche Zusatzoperationen zu verringern und
gleichzeitig eine möglichst weitgehende Universalität der Wickelmaschine, d. h.
ihre Anwendung für unterschiedliche und überdurchschnittlich aufwendige Spulenausführungen
zu ermöglichen. Dies wird dadurch erreicht, daß auf einem zweiten Träger jeweils
wenigstens zwei Zusatz werkzeuge gelagert sind, die mittels einer Drehbewegung und
wenigstens einer zur Trägerdrehachse senkrechten
translatorischen
Bewegung in ihre Arbeitslage führbar sind.
-
Der wesentliche Vorteil dieser Ausgestaltung der Erfindung besteht
in der gemeinsamen Anbringung mehrerer Zusatzwerkzeuge auf einem zweiten Träger,
dessen Antrieb so ausgestaltet ist, daß die Zusatzwerkezuge die ihnen zugewiesenen
Zusatzoperationen - verbunden mit definierten Relativbewegungen gegenüber der Wickelspindel
- ausführen können. Dieser Vorteil ist dann besonders groß, wenn mehrere Wickelspindeln
- in sogenannten Mehrfachwickelmaschinen - nebeneinander vorgesehen sind.
-
Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Vielfalt
der Funktionen zwar eine Vielzahl von Werkzeugen, aber nur ein einziges Steuer-
und Antriebssystem notwendig macht. Eine Weiterbildung sieht für den zweiten Träger
vor, daß der zweite Träger als vor den maschinenabgewandten Stirnebenen der Wickelspindeln
angeordnete Trägerstange ausgebildet ist. Die Trägerstange erstreckt sich also entlang
aller Wickelspindeln und ermöglicht nacheinander jeweils eine gleichzeitige Ausführung
gleichartiger Zusatzoperationen an den Wickelspindeln.
-
In Anpassung an unterschiedliche Wickelaufgaben - sich ändernde Bauvorschriften
der Spulen - wird vorgesehen, daß der zweite Träger lösbare Arretierelemente zur
Verbindung der Zusatzwerkzeuge mit dem zweiten Träger aufweist.
-
Hierbei ist sowohl an den Ersatz eines bestimmten Zusatzwerkzeugs
durch ein der gleichen Zusatzoperation dienendes gleichartiges Zusatzwerkzeug veränderter
Form und Abmessungen als auch den Einsatz eines Zusatzwerkzeugs durch ein einer
anderen Zusatzoperation dienendes Zusatzwerkzeug zu denken.
-
Ein besonderer Vorteil besteht darin, das Be- und Entladen der einzelnen
Wickelstationen mit Hilfe der auf dem zweiten Träger gelagerten Zusatzwerkzeuge
durchzu-
führen. Demzufolge weist der Träger je Wickelspindel ein
Spulengreifwerkzeug auf, das zwischen den Wickelspindeln und einer an allen Wickelspindeln
vorbeigeführten Spulentransporteinrichtung verfahrbar, insbesondere verschwenkbar,
ist. Als weitere wesentliche Zusatzoperationen sind das Abschneiden von Drähten
und die Bildung von Anwicklungen an Spulenstiften anzusehen. Demzufolge weist der
Träger je Wickelspindel eine Anwickelvorrichtung und eine Schneidvorrichtung auf;
diese beiden Vorrichtungen können auch zu einer Anwickel- und Schneidvorrichtung
kombiniert sein.
-
Die Zusatzwerkzeuge können gemäß einer weiteren Ausgestaltung nicht
nur mit dem Drahtführer, der Wickelspindel und einer Spulentransporteinrichtung
zusammenarbeiten; der zweite Träger weist dazu je Wickelspindel wenigstens ein Zusatzwerkzeug
auf, das auf ein Zusammenwirken mit einer je Wickelspindel vorgesehenen zusätzlichen
Arbeitsvorrichtung abgestimmt ist. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise eine
zusätzliche Arbeitsvorrichtung durch einen Isolierfolienspeicher gebildet, an dessen
Ausgangsbereich ein als Bandgreifer ausgebildetes Zusatzwerkzeug heranführbar ist.
Der Bandgreifer zieht das aus dem Isolierfolienspeicher herausragende Folienende
in Richtung auf die Wickelspindel ab und drückt es an diese an. Anschließend kann
- gegebenenfalls unter Einsatz eines anderen Zusatzwerkzeuges - eine Bandagierung
der Spule erfolgen.
-
Insbesondere im Hinblick auf solche Zusatzoperationen ist als vorteilhaft
anzusehen daß der zweite Träger in Richtung seiner Drehachse auslenkbar ist.
-
Bezüglich der konstruktiven Realisierung des zweiten Trägers und seiner
Bewegungsfreiheitsgrade sieht eine Weiterbildung vor, daß der Träger an zwei die
Wickelspindeln
zwischen sich einschließenden Haltegliedern gelagert
ist, deren aus einem verschwenkbaren Trägerarm herausragende wirksame Länge mittels
eines Antriebs veränderbar ist. Zweckmäßigerweise ist der zweite Träger derart an
den Haltegliedern gelagert, daß er mittels eines weiteren Antriebs in Richtung seiner
Drehachse relativ zu den Haltegliedern verfahrbar ist.
-
Der kosntruktive Aufwand kann insbesondere dadurch gering gehalten
werden, daß Lagerung und Antrieb des zweiten Trägers und des. Trägers übere.instimmend
ausgelegt, d.h.
-
aus gleichartigen Bauteilen zusammengesetzt sind.
-
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in drei Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert.
-
Die Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Mehrfachwickelmaschine mit
zwei unabhängig voneinander verfahrbaren Trägerstangen.
-
In der Figur 2 ist in einer Schemadarstellung die Lage und Ausbildung
von auf Zusatzoperationen an einem Spulenkörper abgestimmten zusätzlichen Arbeitsvorrichtungen
und Zusatzwerkzeugen im Bereich einer Wickelspindel veranschaulicht.
-
Figur 3 zeigt die einer Wickelspindel zugeordneten Drahtführer in
ihrer Ruhelage innerhalb eines Trägermagazins.
-
Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Wickelmaschine
mit acht nebeneinander angeordneten Wickelspindeln, von denen fünf, S1 bis S5, sichtbar
sind.
-
Eine Trägerstange T1 ist mittels zweier Halteglieder H11, H12 an einem
mittels eines Motors M1 verschwenkbaren Tragarm V1 gelagert. Die Halteglieder H11,
H12 sind derart ausgestaltet, daß der wirksame Abstand ihrer Lagerung für die Trägerstange
T1 vom Tragarm V1 variierbar ist.
-
Mittels zweier Motore M11, M 2 ist die Trägerstange T1 in Richtung
ihrer Längsachse bewegbar und um ihre Längsachse drehbar. Sämtliche Freiheitsgrade
der Bewegung sind durch entsprechende Pfeile versinnbildlicht.
-
In ähnlicher Weise ist eine weitere Trägerstange T2 mittels zweier
Halteglieder H21, H22 an einem weiteren, ebenfalls mittels eines Motors M2 verschwenkbaren
Tragarm V2 befestigt. Auch die weitere Trägerstange T2 ist mittels zweier Motore
M21, M22 um ihre Längsachse drehbar und in Richtung ihrer Längsachse bewegbar. Die
Trag stange T1 dient der Aufnahme von mehreren - nicht dargestellten - Drahtführern
je Wickelspindel S1 bis S5, während auf der weiteren Trägerstange T2 - ebenfalls
nicht dargestellte - Zusatzwerkzeuge befestigt sind.
-
Im vorderen Bereich der Trägerstangen T1 bzw. T2 sind jeweils die
dreidimensionalen Arbeitsbereiche der beiden Trägerstange T1, T2 bzw. der an ihnen
befestigten Werkzeuge dargestellt. Durch Schraffur ist der Überschneidungsbereich
der beiden dreidimensionalen Arbeitsbereiche veranschaulicht; in diesem Uberschneidungsbereich
findet das Zusammenwirken der Drahtführer mit den Zusatzwerkzeugen statt.
-
In der schematischen Darstellung der Figur 2 trägt eine Wickelspindel
1 einen zu bewickelnden Spulenkörper 2.
-
Das Bewickeln des Spulenkörpers 2 erfolgt mit Hilfe eines Drahtführers
3, der in einem Magazin 4 gelagert ist. Der Drahtführer 3 kann von einer an der
Trägers stange T1 befestigten, schematisch durch Stifte dargestellten Drahtführeraufnahme
T11, T12 aus dem Trägermagazin 4 übernommen und in den unmittelbaren Bereich des
Spulenkörpers 2 überführt werden.
-
Dem Spulenkörper 2 gegenüber steht die weitere Träger-
stange
T2, die insgesamt vier Zusatzwerkzeuge trägt.
-
Im einzelnen sind. dies ein Spulengreifwerkzeug 5, eine Anwickel-
und Schneidvorrichtung 6, ein Drahtform- und Haltewerkzeug 7 sowie ein Isolierbandgreifwerkzeug
8.
-
Mittels des Spulengreifwerkz eugs 5 kann der Spulenkörper 2 nacn seiner
Bewicklung auf eine Transportbahn 9 überführt werden. Das Anwickel- und Schneidwerkzeug
6 dient zum Anlegen des aus dem Draht führer 3 herausstehenden Drahtendes 10 an
einen der beiden Anschlußstifte 11, 12 des Spulenkörpers 2. Das Drahtform- und Haltewerkzeug
7 wird zur Bildung von Abgriffen an der zu wickelnden Spule und zur Bildung von
Windungen in bestimmten Entfernungen von den Spulenflanschen benutz. Mit dem Bandgreifwerkzeug
8 wird aus einer im Bereich jeder Wickelspindel 1 ortsfest angeordneten Kassette
13 für eine Isolierfolie das am Austrittsbereich der Kassette 13 austretende Isolierbandende
an den Spulenkörper 2 herangeführt.
-
Mittels einer ebenfalls nur schematisch angedeuteten Andruckvorrichtung
14, die im wesentlichen aus einem über Rollen geführten flexiblen Band gebildet
ist, kann eine Festlegung von Wicklungsanfängen oder das Schließen von Bandagen
werfolgen.
-
In der Figur 3 ist in einer perspektivischen Darstellung ein Ausschnitt
aus dem Trägermagazin 4 dargestellt, in das drei einer Wickelspindel zugeordnete
Drahtführer 31, 32 und 33 eingefügt sind. Eine nicht dargestellte Trägerstange enthält
je Wickelspindel eine Aufnahme, die hinter die Riegelzapfen R3 eines der drei Drahtführer
31, 32 oder 33 einfahrbar ist. Damit erfolgt eine Ankopplung der Trägerstange an
den entsprechenden Drahtführer 31, 32 oder 33, so daß dieser durch entsprechende
translatorische Bewegungen der Trägerstange in den Bereich
einer
ebenfalls nicht dargestellten Wickelspindel überführt werden kann.
-
3 Figuren 22 Patentansprüche