CH677291A5 - - Google Patents

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CH677291A5
CH677291A5 CH886/88A CH88688A CH677291A5 CH 677291 A5 CH677291 A5 CH 677291A5 CH 886/88 A CH886/88 A CH 886/88A CH 88688 A CH88688 A CH 88688A CH 677291 A5 CH677291 A5 CH 677291A5
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CH
Switzerland
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tape
adhesive tape
adhesive
spool
insulating tape
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CH886/88A
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Ernst Arnold
Robert Fernes
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Meteor Ag
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    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/12—Insulating of windings
    • H01F41/125—Other insulating structures; Insulating between coil and core, between different winding sections, around the coil
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)

Description

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CH 677 291 A5
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Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines ktebfreien Isolierbandes auf die Wicklung einer elektrischen Spule, insbesondere als Zwischen-, Deck- und/oder Abschirmisolation gemäss dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 3, sowie entsprechende Vorrichtungen.
Aus der CH-PS 568 918 ist eine Vorrichtung zum Aufbringen von Klebband auf die Wicklung einer elektrischen Spule bekannt, bei der ein Support, der zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung bewegbar ist, und einen in der Arbeitsstellung zum Zusammenwirken mit der Spule bestimmten Anpress-Schuh für das Klebband aufweist. Am Support ist ein zwischen zwei Endlagen verschiebbarer Schlitten angeordnet, der mit Mitteln versehen ist, um bei Bewegung in seine Endlage Klebband in Richtung des Anpress-Schuhs nachzuziehen und ein Messer vorgesehen, das auf einer Bahn quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens, die zwischen dessen einer Endlage und dem Anpress-Schuh verläuft, beweglich ist.
Die Isoliervorrichtung ermöglicht jedoch nur die Verwendung von einseitig klebenden Klebbändern, die speziell für diesen Zweck hergestellt werden. Es steht nur ein beschränktes Sortiment derartiger Klebbänder zur Verfügung, so dass - abgesehen vom grösseren Aufwand - die unterschiedlich gestellten Anforderungen auf die Isolation, insbesondere betr. die elektrischen Eigenschaften, Temperaturbeständigkeit und dgt. nicht immer optimal erfüllt werden können.
In einer weiteren offengelegten DE-Patent-schrift 3 139 496 A1 ist eine Einrichtung zur Aufbringung von Abschnitten eines nichtklebenden Bandes auf einen Wickelkörper offenbart, die bei einer mehrspindeligen Wickelmaschine mit jeder Wickelspindel integriert ist. Da die Wickefzeit gegenüber dem Aufbringen des Klebbandes in der Regel etwa fünfmal länger ist, sind die Klebbandeinrichtungen mit etwa 20%ige Auslastung nicht optimal ausgenützt. Dazu kommt, dass während des Aufbringens der Klebbänder die Wickelmaschine stillstehen muss, so dass zusätzliche Verlustzeiten nicht zu vermeiden sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass sowohl das nichtklebende als auch das mit Klebmittel einseitig versehene Band, insbesondere durch die gegebenen Spindelabstände wesentlich begrenzten Platz, in Längsachse um etwa 90° gedreht werden müssen, was vor allem bei breiteren Bändern zu Störungen führen kann, da durch Spannen unregelmässig verzogene Bänder entstehen können, so dass ein gleichmässiges Auflegen der Bänder auf die Spule nicht immer gewährleistet ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu entwickeln und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Isolierung von Spulenwicklungen unabhängig von der Bewicklung der Spule mittels klebfreier Isolierbänder ermöglichen, wobei eine freie Wahl der in Frage kommenden Kunststoff-, Metall- und/oder Papierbänder eine optimale Isolierung sowie durch eine schonende drehlose Bänderzuführung ein gleichmässiges Auflegen der Bänder auf die Spule je nach den unterschiedlich gestellten Anforderungen gewährleistet werden soll.
Die vorgenannte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Verfahrensansprüche 1 und 3, sowie der Vorrichtungs-Patentansprüche 7 und 9 gelöst.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die klebfreien Isolierbänder den Anforderungen entsprechend frei gewählt werden können.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sowohl ein klebfreies Isolierband mit zwei Klebbandenden auf die Spulenwicklung schrittweise, als auch das klebfreie Isolierband zusamnen mit dem Klebband auf die Spulenwicklung kontinuierlich aufgebracht werden können.
Für spezielle Zwecke können die klebfreien Isolierbänder aus unterschiedlichen Materialien kombiniert werden, beispielsweise Kunststoff-/Meta!I-Bänder, die von einzelnen Vorratsrollen abgezogen und gemeinsam übereinander zur Verarbeitung geführt werden.
Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht einer Isoliervorrichtung,
Fig. 2 und 2a einen schematisch dargestellten Arbeitsablauf der Vorrichtung gemäss Fig. 1
Fig. 3 eine Ansicht einer abgewandelten Isoliervorrichtung gemäss Fig. 1 und
Fig. 4, 4a, 4b einen schematisçh dargestellten Arbeitsablauf der Vorrichtung gemäss Fig. 3.
In Fig. 1 ist ein Gehäuse mit (1) bezeichnet, in welchem ein nicht dargestellter an sich bekannter Antrieb für eine drehbare Spulenaufnahme (7) sowie eine pneumatische (ebenfalls nicht dargestellte) Steuerung angeordnet sind.
Ein Anpresskopf (2) mit einem Messer (3) für ein einseitig klebendes Klebband (9) und einem Messer (4) für ein klebfreies Isolierband (15) ist pneumatisch in X- und Y-Achsen verschiebbar und betätigbar. Oberhalb der Spule (8) ist ein vertikal geführter pneumatischer Gegenhalter (5) vorgesehen, der mit einem mit einer Aussparung (6') für das Messer (4) versehenen Gleitstück (6) aufweist, das gegenüber der Spule (8) abgefedert ist. Ein Klebband (9) wird von einer Vorratsrolle (10) über eine Einrichtung zur Klebband-Zugentlastung (11) geführt, die aus drei Umlenkrollen (12) und einer vertikal verschiebbaren Spannungsrolle (13) zur Bildung einer Bandschlaufe besteht. Die Bänder (9, 15) werden über Auflageflächen des Anpresskopfes (2) geführt und mittels unter Unterdruck gehaltenen Saugdüsen (nicht dargestellt) festgehalten. Von einer zweiten Vorratsrolle (16) wird das klebfreie Isolierband (15) abgezogen und direkt zur Auflagefläche des Anpresskopfes (2) geführt. Eine gegen die Auflagefläche des Anpresskopfes (2) wirkende Rücklaufsperre (14) verhindert ein Zurückziehen des Klebbandes (9) und eine weitere ebenfalls gegen die Auflagefläche des Anpresskopfes (2) wirkende Rücklaufsperrolle (17) verhindert ein Zurückziehen des klebfreien Isolierbandes (15) beim Ver5
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schieben des Anpresskopfes (2) in horizontaler Richtung der X-Achse.
Die Betriebsweise der Vorrichtung erfolgt in den einzelnen Verfahrensschritten gemäss Fig. 2 und 2a:
Position A
Das von der ersten Vorratsrolle (10) abgezogene einseitig klebende Klebband (9) sowie das von der zweiten Vorratsrolle (16) abgezogene klebfreie Isolierband (15) werden in den Bereich einer bereits bewickelten elektrischen Spule (8) in die sogenannte Ausgangslage gebracht und am Anpresskopf (2) jeweils saugend gehalten, wobei das Klebband (9) mit seiner Klebfläche gegen die Spule (8) gerichtet ist.
Position B
Der Anpresskopf (2) fährt gegen die Spule (8) und drückt/klebt das Klebband (9) teilweise an den Umfang der Spulenwicklung; nachfolgend dreht sich gegen die Kraft des pneumatisch wirkenden Anpresskopfes (2) die Spule (8) in Pfeilrichtung um etwa 270°, und gleichzeitig verschiebt sich der Anpresskopf (2) in eine seitlich versetzte Trennposition und das Messer (3) trennt ein von der Spule (8) wegragendes Klebbandstück (9') ab.
Position C
Der Anpresskopf (2) fährt in seine Ausgangsposition zurück und die Spule (8) dreht sich mit dem frei herausragenden Klebbandstück (9') in Pfeilrichtung um 180°, so dass die Klebfläche des Klebbandstückes (9') zum klebfreien Isolierband (15) zeigt, und nachfolgend wird das Gleitstück (6) an die Spule (8) angelegt.
Position D
Der Anpresskopf (2) wird seitlich versetzt, angehoben, so dass sich die beiden Bandenden gegenüberliegen und drückt das bereitgestellte klebfreie Isolierband (15) gegen die Klebfläche des herausragenden Klebbandstückes (9').
Position E
Der Anpresskopf (2) fährt in seine Ausgangslage zurück und die Spule (8) dreht in Pfeilrichtung eine vorbestimmte Anzahl von Windungen und wickelt dabei das klebfreie Isolierband gegen die Federkraft des Gleitstückes (6) auf die Spule (8); nachfolgend fährt der Anpresskopf (2) aus seiner Ausgangslage wieder in seine seitlich versetzte Schneidposition und drückt gegen das Isolierband (15) und gegen das Gleitstück (6), und das Messer (4) trennt das Isolierband (15).
Position F
Der Anpresskopf (2) fährt nochmals in seine Ausgangslage zurück, so dass das Klebband (9) unterhalb der bereits isolierten Spule (8) zu liegen kommt, und der Anpresskopf (2) drückt/klebt das Klebband (9) teilweise an den Umfang der isolierten Spule (8).
Position G
Die Spule (8) dreht sich in Pfeilrichtung gegen die Federkraft des Anpresskopfes (2) und des Gleitstückes (6) und wickelt das Klebband (9) um etwa 360° und fixiert das Ende des Isolierbandes (15) an der Spule (8) und gleichzeitig trennt das Messer (3) im geringen Abstand zur Spule (8) das Klebband (9) ab, und das überragende Klebbandende (9') wird durch Weiterdrehen an die isolierte Spule (8) angewickelt.
Demnach wird gemäss Fig. 2 ein klebfreies Isolierband (15) mit zwei Klebbandenden (9') auf die Spulenwicklung schrittweise aufgebracht.
Eine vorteilhafte Variante ergibt sich gemäss Fig. 3 mit einer Isoliervorrichtung, bei der sowohl das Klebband (9) als auch das klebfreie Isolierband (15) von einer Seite der Vorrichtung zugeführt, zusammengeklebt und auf die Spulenwicklung gemeinsam kontinuierlich aufgebracht werden.
Die in den beiden Fig. 1 und Fig. 3 identischen Teile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Zum Unterschied zu Fig. 1 ist anstatt des Gegenhalters (3) mit dem federnd angeordneten Gleitstück (6) für das klebfreie Isolierband (15) ein zweiter Anpresskopf (18) mit Messer (4) vorgesehen, der vertikal verschiebbar und zusätzlich schwenkbar ausgebildet ist und ausser der Auflagefläche auch eine Gleitfläche (18') aufweist. Das klebfreie Isolierband (15) wird analog zum Anpresskopf (2) auf der Auflagefläche des Anpresskopfes (18) angesaugt gehalten (nicht dargestellt). Die Klebband-Zuführung ist mit Fig. 1 identisch. Das klebfreie Isolierband (15) wird derart von der Vorratsroile (16) abgezogen und zu den Anpressköpfen (2, 18) geführt, dass das Isolierband (15) oberhalb in Abstand zum Klebband (9) zu liegen kommt.
Es könnten auch mehrere klebfreie Isolierbänder verwendet werden, indem die Bänder von mehreren Vorratsrollen abgezogen und - wie beispielsweise für zwei von Vorratsrollen (16, 16') zugeführte klebfreie Isolierbänder (15, 15') - zu den entsprechenden Anpressköpfen (18,19) mit Gleitflächen (18', 19') sowie mit Messern (4, 4') und Rücklaufsperrollen (17, 17') strichliert dargestellt ist. Eine derartige Ausführung der Isoliervorrichtung ermöglicht kombinierte Isolierungen, beispielsweise Kunststoff-/Metall-Bänder einzusetzen. Man kann auch, vorzugsweise bei Fertigungsstrassen, wo die Spulen von einer zu anderen Station beliebig transportiert werden können, beispielsweise für die Zwischenisolation nur das Isolierband (15) und nach zu Ende gefertigter Wicklung das Isolierband (15') als Deckisolation auf die Spule (8) aufbringen, wobei die Isolierbänder (15, 15') aus unterschiedlichen Materialien wie Kunststoff, Metall oder Papier bestehen können.
Die Betriebsweise der Vorrichtung gemäss Fig. 3 erfolgt in den einzelnen Verfahrensschritten nach Fig. 4,4a:
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Das von der ersten Vorratsspule (10) abgezogene einseitig klebende Klebband (9) sowie das von der zweiten Vorratsspule (16) abgezogene klebfreie Isolierband (15) werden in den Bereich einer bereits bewickelten elektrischen Spule (8) in die Ausgangslage gebracht und saugend an den entsprechenden Auflageflächen der Anpressköpfe (2, 18) festgehalten, wobei das Klebband (9) mit seiner Klebfläche gegenüber sowohl der Spule (8) als auch dem klebfreien Isolierband (15) zu liegen kommt,
Position B
Der Anpresskopf (2) fährt gegen die Spule (8) und drückt/klebt das Klebband (9) teilweise an den Umfang der Spulenwicklung der Spule (8); nachfolgend dreht sich die Spule (8) in Pfeilrichtung gegen die Kraft des pneumatisch wirkenden Anpresskopfes (2), und nach Erreichen einer Drehung von etwa 270° schwenkt der zweite Anpresskopf (18) mit dem saugend gehaltenen klebfreien Isolierband (15) gegen die Klebfläche des am Anpresskopf (2) ebenfalls saugend gehaltenen Klebbandes (9) und das Klebband (9) wird mit dem klebfreien Isolierband (15) kontinuierlich zusammengeklebt.
Position C
Die Spule (8) dreht sich in Pfeilrichtung weiter, wobei gleichzeitig der erste Anpresskopf (2) in die Sohneidposition seitlich versetzt und der zweite Anpresskopf (18) in die Schneidposition geschwenkt wird, so dass das klebfreie Isolierband (15) über die Gleitfläche (18') abläuft und das Messer (4) nach vorbestimmter Länge das Isolierband (15) abtrennt.
Position D
Der Anpresskopf (18) für das Isolierband (15) schwenkt in seine Ausgangslage zurück und die Spule (8) dreht sich weiter bis das klebfreie Isolierband (15) vollständig auf der Spule (8) aufgewickelt ist und ein über die Spule (8) ragendes Klebbandende (9') vorliegt, weiches durch das Messer (3) abgetrennt und durch Weiterdrehen der Spule (8) an diese angelegt wird, wodurch das Isolierband (15) auf der Spule (8) fixiert wird.
Bei Verwendung von mehreren, beispielsweise zwei klebfreien Isolierbändern (15, 15') kommt gemäss Fig. 3 und 4b ein zusätzlicher Anpresskopf (19 - strichliert dargestellt) wie bereits erwähnt zum Einsatz. Die entsprechenden Verfahrensschritte sind weitgehend mit der beschriebenen Betriebsweise gemäss Fig. 4 identisch, wobei in der Regel zuerst das von der Vorratsrolle (16') abgezogene Isolierband (15e) dem Anpresskopf (19) zugeführt und an das Klebband (9) angedrückt/geklebt und durch Drehen der Spule (8) so eingezogen wird, dass die zum Ankleben beider Isolierbänder (15, 15') an das Klebband (9) erforderliche Überlappung (a - Fig. 4b) der Isolierbänder (15,15') zueinander relativ gering ist.
Das Verfahren und die Vorrichtungen sind auf
Isolierungen von Wicklungen elektrischer Spulen nicht beschränkt. So konnten auch andere zylindrische Körper mit beliebigem Querschnitt auf diese Weise isoliert werden. Das oder die klebfreien Isolierbänder können zusammen mit dem Klebband auch zwischen die einzelnen Wicklungsschichten dieser Körper eingelegt werden.

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zum Aufbringen eines klebfreien Isolierbandes (15) auf die Wicklung einer elektrischen Spule (8), insbesondere als Zwischen-, Deck- und/oder Abschirmisolation, bei dem von einer ersten Vorratsrolle ein Stück einseitig klebendes Klebband abgezogen und mit seinem Ende an den Anfang eines von einer zweiten Vorratsrolle abgezogenen Isolierbandes angeklebt wird und nach dem Aufwickeln einer vorbestimmten Anzahl von Umwicklungen auf die Spule das Isolierband abgetrennt und an sein Ende ein zweites Stück Klebband angeklebt und zur Fixierung um die Spule gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst das Klebband (9) auf die Spule aufgebracht und unter Belassen eines freien Endes (9') abgetrennt wird, dass dann an dieses Klebbandende (9') mindestens ein klebfreies Isolierband (15, 15') angeklebt und nachfolgend auf die Spule aufgewickelt wird, und dass schliesslich das Klebband (9) wiederum zugeführt und an das Isolierbandende angeklebt wird, und dass durch weiteres Drehen der Spule das zuvor abgetrennte Klebbandende mit der Spule verklebt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das klebfreie Isolierband (15,15') mit zwei angesetzten Klebbandenden (9') auf die Spulenwicklung schrittweise aufgebracht wird.
    3. Verfahren zum Aufbringen eines klebfreien Isolierbandes (15) auf die Wicklung einer elektrischen Spule (8), insbesondere als Zwischen-, Deck- und/oder Abschirmisolation, bei dem von einer Vorratsrolle ein Stück einseitig klebendes Klebband abgezogen und mit dem von einer zweiten Vorratsrolle abgezogenen Isolierband verklebt wird und beide Bänder auf die Spule gewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst das Klebband (9) mit einem Ende auf die Spule aufgebracht wird und dann mindestens ein klebfreies Isolierband (15,15') an das Klebband angeklebt und mit diesem gemeinsam auf die Spule aufgewickelt und nach vorbestimmter Länge abgetrennt und völlig auf die Spule aufgewickelt wird, und dass bei weiterer Drehung der Spule ein überstehend abgetrenntes Klebbandende (9') an der Spule fixiert wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren klebfreien Isolierbändern (15,15') diese gegeneinander versetzt am Klebband (9) angeklebt werden.
    5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das klebfreie Isolierband (15, 15') zusammen mit dem Klebband (9) durchgehend auf die Spulenwicklung kontinuierlich aufgebracht werden.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als klebfreie isolter-
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    bander (15, 15') Kunststoff-, Metall- oder Papierbänder verwendet werden.
    7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Anpresskopf (2), der zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung bewegbar ist und einen in der Arbeitsstellung zum Zusammenwirken mit der Spule (8) bestimmten Gegenhalter (5) für das einseitig klebende Klebband (9) aufweist, wobei der Anpresskopf (2) horizontal verschiebbar ist und das von einer Vorratsrolle (10) abgezogene und über eine Einrichtung zur Zugentlastung (11) geführte und auf einer Auflagefläche des Anpresskopfes (2) saugend gehaltene Klebband (9) nachzieht sowie zum Trennen des Klebbandes (9) ein Messer (3, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Anpresskopf (2) eine weitere Auflagefläche zur Aufnahme eines von einer zweiten Vorratsrolle (16) direkt zum Anpresskopf (2) abgezogenen klebfreien Isolierbandes (15) sowie ein zweites Messer (4) zum Trennen des Isolierbandes (15) aufweist.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung von Klebband (9) und klebfreien Isolierband (15) zum Anpresskopf (2) von gegenüberliegenden Seiten her erfolgt.
    9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 5, mit einem ersten Anpresskopf (2), der zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung bewegbar ist, wobei der Anpresskopf (2) horizontal verschiebbar ist und das von einer Vorratsrolle (10) abgezogene und über eine Einrichtung zur Zugentlastung (11) geführte und auf einer Auflagefläche des ersten Anpresskopfes (2) saugend gehaltene Klebband (9) nachzieht, sowie zum Trennen des Klebbandes (9) ein Messer (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweiter Anpresskopf (18; 18, 19) oberhalb und gegen den ersten Anpresskopf (2) gerichtet angeordnet ist und jeweils eine Auflagefläche (18") zur Aufnahme eines von mindestens einer Vorratsrolle (16; 16, 16') direkt zum Anpresskopf (18; 18, 19) abgezogenen klebfreien Isolierbandes (15; 15,15') sowie ein Messer (4; 4,4') zum Trennen des Isolierbandes (15; 15,15') aufweist.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Anpresskopf (18, 19) derart schwenkbar angeordnet ist, dass in einer Abtrennpositlon eine Gleitfläche (18', 19') an die Stelle der Auflagefläche (18", 19") geschwenkt wird.
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