DE10104717C1 - Verfahren zum Bewickeln eines kleinen Ringkerns - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewickeln eines Ringkerns (1) mit einem Draht (2), wobei die Bewicklung des Ringkerns (1) in einer ortsfesten Wickelebene (3) erfolgt, und wobei der Ringkern (1) von einem mitlaufenden Greifer (4) gehalten und um eine senkrecht zur Ringebene stehende Achse gedreht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht das Bewickeln auch von sehr kleinen Ringkernen mit einem Außendurchmesser < 4 mm.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewickeln eines Ringkerns, wobei der Ringkern um eine senkrecht zur Ringebene stehenden Achse gedreht wird.

Es sind Verfähren der eingangs genannten Art bekannt, bei de­ nen der Ringkern mittels eines Drahtmagazins in einer ortsfe­ sten Ebene bewickelt wird. Der Ringkern wird zwischen drei im Winkel von 120° versetzten Rollen gehalten und durch gleich­ mäßiges Drehen der Rollen in die entsprechende Wickelposition bewegt, vgl. z B. DE 38 28 629 A1.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die nach Beginn des Aufwickelvorgangs einsetzende Größenänderung des Ringkerns aufgrund der aufgebrachten Wicklungen eine exzentrische Lage des Kerns zum Drahtmagazin bewirkt. Dabei ist die sich erge­ bende Exzentrizität um so größer, je Dicker der aufgewickelte Draht ist. Das Loch in der Mitte des Ringkerns muß aus diesem Grund wesentlich größer sein als der Querschnitt des verwen­ deten Drahtmagazins. Somit ist das bekannte Verfahren zum Be­ wickeln von Ringkernen mit einem sich ergebenden Restloch in der Größe des verwendeten Magazinquerschnitts nicht geeignet.

Zudem führt das bekannte Verfahren mit dem Rollenantrieb zu einem Taumeln des Ringkerns während des Bewickelns, wodurch ebenfalls das Loch in der Mitte des Ringkerns größer sein muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Bewickeln eines Ringkerns anzugeben, das die Bewicklung kleiner Ringkerne ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Be­ wickeln eines Ringkerns nach Patentanspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Pa­ tentansprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung gibt ein Verfahren zum Bewickeln eines Ring­ kerns mit einem Draht an, wobei die Bewicklung des Ringkerns in einer ortsfesten Wickelebene erfolgt. Während des Bewic­ kelns wird der Ringkern von einem mit dem Ringkern mitlaufen­ den Greifer gehalten und um seine senkrecht zur Ringebene stehenden Achse gedreht.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß der Ring­ kern unabhängig von seiner Bewicklung immer fest von dem Greifer gehalten wird und dadurch Exzentrizitäten vermieden werden können. Die Bewicklung des Ringkerns kann beispiels­ weise mittels eines Drahtmagazins, das im wesentlichen auch die Form eines Rings hat, durchgeführt werden. Dabei kann der Greifer den Ringkern in oder gegen den Uhrzeigersinn um das Magazin herumführen.

Die von dem Greifer auf dem Ringkern benutzte Fläche kann klein gehalten werden, und ist in einer vorteilhaften Weiter­ bildung der Erfindung nur so groß, wie es dem zur elektri­ schen Isolation erforderlichen Abstand zwischen zwei Wicklun­ gen entspricht, so daß durch die vom Greifer eingenommenen Fläche keine Einschränkung der Bewicklung des Ringkerns re­ sultiert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bedeckt der Greifer weniger als 4% des Umfangs des Ringkerns. Dadurch kann dafür Sorge getragen werden, daß für die Bewick­ lung des Ringkerns mit Wicklungen keine Einschränkung be­ steht, da ohnehin zwischen den einzelnen Wicklungen aus Grün­ den der elektrischen Isolierung eines Mindestabstand einge­ halten werden muß. Gegebenenfalls kann der Greifer an den Mindestabstand zwischen zwei Wicklungen angepaßt werden, so daß eine Einschränkung der Wicklungen durch den Greifer aus­ geschlossen wird.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn während des Bewickelns des Ringkerns in der Nähe der Wickelebene ein Gegenlager angeord­ net ist, durch das der Ring gleiten kann und das die beim Wickeln auftretenden Zugkräfte des Drahtes aufnimmt. Das Ge­ genlager ist insbesondere erforderlich für Greiferstellungen, wo die Ebene, in der der Greifer liegt, senkrecht auf der Wickelebene steht. In diesem Fall sind die durch die Draht­ zugkräfte erzeugten, am Greifer anliegenden auftretenden Mo­ mente am größten.

Um den Kern über seinen vollen Umfang bewickeln zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Gegenlager nur so lange im Ein­ griff mit dem Ringkern bleibt, bis sich der Greifer gegen En­ de des Wickelprozesses zwangsläufig dem Gegenlager nähert. Zu diesem Zeitpunkt kann das Gegenlager ausschwenken und der Greifer noch eine weitere Drehbewegung des Ringkerns erzeu­ gen. Dadurch kann der Kern nahezu ganz bewickelt werden. In dieser Greiferposition sind auch die durch die Zugkräfte er­ zeugten Biegemomente, die auf dem Greifer wirken, nicht mehr kritisch, da die Greiferebene nur noch einen sehr kleinen Winkel zur Wickelebene einschließt.

Das Verfahren zum Bewickeln eines Ringkerns kann weiterhin verbessert werden, indem der Greifer durch einen präzisen Schrittmotor gesteuert wird. Dadurch wird eine exakte Stei­ gungsvorgabe, das heißt, der notwendige Vorschub des Ring­ kerns in Relation zum Drahtdurchmesser auch für mehrlagige Drosseln ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat weiterhin den Vorteil, daß auch extrem kleine Ringkerne mit einem Außendurchmesser < 4 mm, welche mit Hilfe der Rollenlagerung nicht mehr bewic­ kelt werden können, nun der Bewicklung mit automatischen Be­ wicklungsmaschinen zugänglich sind.

Darüber hinaus ermöglicht es die Bewicklung von Ringkernen mit relativ kleinem Innenloch, wobei die Bewicklung mit dic­ ken Drähten oder hoher Windungszahl erfolgen kann.

Der Kern kann bei einem sehr kleinen bzw. schmalen Greifer über einen Winkel von mindestens 350° bewickelt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt beispielhaft eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens am Anfang des Bewicklungsvorgangs in einer schematischen Darstel­ lung.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung nach Fig. 1 etwa nach der Hälfte des Bewicklungsvorgangs.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung nach Fig. 1 gegen Ende des Bewicklungsvorgangs.

Fig. 4 zeigt den Schnitt durch eine Vorrichtung nach Fig. 1, der das Gegenlager zeigt.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine Vorrichtung nach Fig. 1, der den Greifer zeigt.

Fig. 1 zeigt einen Ringkern 1 in Form eines Kreisringes, dessen Ober- und Unterseite jeweils durch eine ebene Fläche begrenzt ist. Der Ringkern 1 wird mittels eines Drahtmagazins 6, das in Fig. 1 im Schnitt dargestellt ist, und das sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckt, in der ortsfesten Wic­ kelebene 3 bewickelt. Der auf dem Drahtmagazin 6 aufgewickel­ te Draht 2 wird auf den Ringkern 1 aufgewickelt. Der Ringkern 1 wird von einem Greifer 4, der den Ringkern hält, bewegt. Der gekrümmte Pfeil zeigt die Drehrichtung des Greifers 4 an. Auf der dem Greifer 4 entgegengesetzten Seite des Drahtmagazins 6 ist ein Gegenlager 5 angeordnet, das die Biegemomente, die aus dem Drahtzugkräften resultieren, aufnimmt.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1, wobei etwa die Hälfte des Wickelvorgangs beendet ist.

Fig. 3 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1, kurz vor Beendi­ gung des Wickelvorgangs. Um einen möglichst großen Bereich des Ringkerns 1 bewickeln zu können, wird das Gegenlager 5 gegen Ende des Wickelvorgangs durch eine mit dem Pfeil ange­ zeigte Bewegung ausgerückt, so daß der Greifer 4 den Kern 1 im Wickelsinn weiterführen kann und sich nahe an die Wickele­ bene 3 annähern kann. Dabei übernimmt er die Stützfunktion des Gegenlagers 5. In diesem Zustand treten auch keine großen Biegemomente auf, da die Ebene des Greifers 4 mit der Wicke­ lebene 3 nur einen sehr kleinen Winkel einschließt.

Fig. 4 zeigt den von dem Gegenlager 5 gehaltenen Ringkern 1. Ferner sind verschiedene Positionen des aufgewickelten Drah­ tes 2 dargestellt. Die Zugkräfte F werden dabei jeweils in Drahtrichtung ausgeübt. Sie erzeugen ein Biegemoment M, wel­ ches durch den gekrümmten Doppelpfeil illustriert ist.

Der Ringkern 1 kann dabei in dem Gegenlager 5 mittels eines Kugellagers 7 gelagert sein. Es ist aber auch möglich, den Ringkern 1 mittels eines gleitfähigen Kunststoffs in dem Ge­ genlager 5 zu lagern.

Fig. 5 zeigt den vom Greifer 4 festgehaltenen Ringkern 1, wobei die Schnittebene in der Wickelebene liegt. Zusätzlich ist der Draht 2 schematisch in verschiedenen Momentaufnahmen während des Bewickelns dargestellt. Die Darstellung der Zug­ kräfte F und des Biegemoments M entspricht der Darstellung in Fig. 4. Der Greifer 4 kann aus zwei Hälften bestehen, die durch Auseinanderdrücken in der mit dem Doppelpfeil gekenn­ zeichneten Richtung vom Ringkern 1 entfernt werden können, wodurch der Ringkern 1 nach dem Bewicklungsvorgang entnommen werden kann.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern wird in ihrer allgemeinsten Form durch Patentanspruch 1 definiert.

Claims (4)

1. Verfahren zum Bewickeln eines Ringkerns (1) mit einem Draht (2), wobei die Bewicklung des Ringkerns (1) in einer ortsfesten Wickelebene (3) erfolgt, und wobei der Ringkern (1) von einem mitlaufenden Greifer (4) gehalten und um eine senkrecht zur Ringebene stehenden Achse gedreht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in der Nähe der Wickelebene (3) ein Gegenlager (5) an­ geordnet ist, das die beim Wickeln auftretenden Zugkräfte (F) aufnimmt und durch das der Ringkern (1) gleiten kann.

3. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, wobei der Greifer (4) weniger als 4% des Umfangs des Ring­ kerns (1) bedeckt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Gegenlager (5) gegen Ende des Wickelvorgangs ent­ fernt wird, um den Greifer (4) an dessen Stelle fahren zu lassen.