DE102007048254A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Spulenwickeln - Google Patents

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Andreas Dobroschke
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bewicklung eines Spulenkörpers (11) mit einem Wickeldraht beschrieben. Ein mittels eines Antriebs bewegter, den Wickeldraht führender Drahtführer (1) beschreibt eine durch Programmierung des Antriebs definierte Flugbahn (12) um den Spulenkörper (11).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bewickeln eines Spulenkörpers.
  • Zur Nutzung des elektromagnetischen Effekts kommen wickeltechnische Produkte unterschiedlichster Ausführung in vielen elektrischen und elektronischen Geräten zum Einsatz. Dabei werden Spulenkörper mit einem Wickeldraht bewickelt. Dazu muss eine rotierende Relativbewegung zwischen dem Spulenkörper und einer Drahtführung erzeugt werden, die zusätzlich von einer Vorschubbewegung überlagert ist.
  • Die gebräuchlichsten Wickelverfahren arbeiten mit rotierendem Spulenkörper und feststehender Drahtführung (Rotationswickelverfahren) oder mit feststehendem Spulenkörper und rotierender Drahtführung (Flyerwickelverfahren, Hub-Schwenk-Wickelverfahren). Beim Flyer-Wickel-Verfahren wird der Wickeldraht mit jeder Windung um den Spulenkörper einmal um seine eigene Achse verdrillt, was hohe Belastungen auf Leiter und Isolation mit sich bringt.
  • In der DE 42 09 532 C1 wird ein Verfahren zum direkten Bewickeln eines Ankers einer elektrischen Maschine beschrieben, bei dem der Wickeldraht durch eine robotergesteuerte Drahtdüse geführt ist, außerhalb der zu bewickelnden Nut zu einer Windung geformt und sodann die Windung in die Nut eingedrückt.
  • Die US 5 484 114 A beschreibt ein Verfahren zum direkten Bewickeln eines Motorläufers, bei dem ein Drahtführer relativ zu dem Läufer bewegt wird und der Wickeldraht in die Nuten des Läufers eingelegt wird. Dabei wird der Drahtführer entlang der Raumachsen x, y, z geführt und der Läufer um seine Rotationsachse um den Winkel Θ gedreht.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung anzugeben, die universell einsetzbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Gegenständen des Hauptanspruchs 1 und 6 gelöst gemäß Patentanspruch 1. Es wird ein Verfahren zur Bewicklung eines Spulenkörpers mit einem Wickeldraht vorgeschlagen, wobei vorgesehen ist, dass ein mittels eines Antriebs bewegter, den Wickeldraht führender Drahtführer eine durch Programmierung des Antriebs definierte Flugbahn um den Spulenkörper beschreibt. Gemäß Patentanspruch 6 wird eine Vorrichtung zur Bewicklung eines Spulenkörpers mit einem Wickeldraht vorgeschlagen, wobei vorgesehen ist, dass der Spulenkörper in einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen ist, dass ein Drahtführer mit einem Abtrieb eines Antriebs drehfest verbunden ist, und dass der Antrieb mit einer programmierbaren Steuerungseinrichtung verbunden ist oder eine solche aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung mit einem Programm versehen ist, das die Flugbahn des Drahtführers definiert.
  • Weil der Drahtführer eine programmierbare Flugbahn um den Drahtführer beschreibt, können mit der gleichen Wickelvorrichtung ganz unterschiedliche Spulenkörper bewickelt werden. Es können im Wesentlichen herkömmliche aufgebaute apparative Vorrichtungen eingesetzt werden. Es ist lediglich das Aufstellen eines Steuerungsprogramms oder das Ändern von Parametern eines Steuerungsprogramms erforderlich. Es sind also vorzugsweise softwareseitig Änderungen vorzunehmen. Hardwareseitige Änderungen sind vorzugsweise auf die Aufnahmevorrichtung für den Spulenkörper und die Auslegung des Drahtführers beschränkt.
  • Das vorgeschlagene Verfahren und die vorgeschlagene Vorrichtung sind deshalb sowohl in der Massenfertigung als auch in der kundenwunschabhängigen Einzelfertigung vorteilhaft einsetzbar.
  • Bei bevorzugten Ausführungen kann vorgesehen sein, dass der Spulenkörper feststeht. Die erforderliche Relativbewegung zwischen dem Spulenkörper und dem Drahtführer wird durch die Flugbahn des Drahtführers bereitgestellt.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass der Drahtführer in drei translatorischen und in einem rotatorischen Freiheitsgrad bewegt wird. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die rotatorische Bewegung des Drahtführers durch eine rotatorische Bewegung der Aufnahme des Spulenkörpers bereitgestellt wird.
  • In einer besonders bevorzugten Ausbildung ist vorgesehen, dass der Drahtführer von einem Parallel-Kinematik-Antrieb bewegt wird. Die Parallel-Kinematik ist ein Gestaltungsprinzip für Antriebsmaschinen. Das Grundkonzept dieser Antriebsmaschinen ist es, eine Abtriebsplattform mittels Gelenkstäben auf das Grundgestell zurückzuführen und damit parallel geschaltete Antriebsachsen zu erzeugen. Durch die Vermeidung langer kinematischer Ketten, wie diese bei einem seriellen Konzept gegeben sind, werden die zu beschleunigenden Massen reduziert. Die bewegte Masse reduziert sich auf einen Spindelantrieb zur Bereitstellung des rotatorischen Freiheitsgrades und auf die anteiligen Gelenks- und Stabmassen. Derartige Antriebsmaschinen sind auch unter dem Begriff der Tripod- und Hexapod-Maschinen bekannt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist vorgesehen, dass die Zugspannung des Wickeldrahtes durch eine Drahtbremse eingestellt wird. Durch das Einstellen einer definierten Zugspannung wird erreicht, dass der Wickeldraht beim Wickeln einen wohldefinierten und festen Wickel ausbildet.
  • Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind auf die Vorrichtung gerichtet.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Spulenkörper in der Aufnahmevorrichtung gestellfest aufgenommen ist, wie weiter oben beschrieben. Die Aufnahmevorrichtung kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass der Spulenkörper in die Aufnahmevorrichtung einsteckbar ist. Der Spulenkörper kann durch Formschluss oder durch Kraftschluss gegen Verdrehen in der Aufnahmevorrichtung gesichert sein. Weiter können Zusatzelemente vorgesehen sein, um den Spulenkörper in eine definierte Winkelstellung zu bringen, beispielsweise um am Motoranker auszurichten.
  • Es kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Antrieb ein Parallel-Kinematik-Antrieb ist. Wie weiter oben ausgeführt, bietet der Parallel-Kinematik-Antrieb entscheidende Vorteile gegenüber seriellen Antrieben, bei denen die Antriebe für die einzelnen Bewegungsachsen hintereinander angeordnet sind und deshalb insgesamt höhere Massen bewegt werden müssen als bei dem Parallel-Kinematik-Antrieb.
  • In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass der Parallel-Kinematik-Antrieb mindestens drei translatorische und einen rotatorischen Freiheitsgrad aufweist.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass zwischen einer Vorratsspule für den Wickeldraht und dem Drahtführer eine Drahtbremse angeordnet ist.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass die Drahtbremse in den Drahtführer integriert ist. Weiter kann die Drahtbremse auch in die Vorratsspule integriert sein, beispielsweise als Lagerbremse ausgebildet sein.
  • Die Drahtbremse kann mit fest einstellbarer Bremskraft ausgebildet sein, beispielsweise mit federkraftbelasteten oder gewichtskraftbelasteten Bremselementen. Es kann aber auch eine Drahtbremse mit variabel einstellbarer Bremskraft vorgesehen sein, beispielsweise über einen Elektromagneten oder dergleichen einstellbar. Weiter kann ein Sensor vorgesehen sein, um den Istwert der Bremskraft bzw. der Zugkraft in dem Wickeldraht zu bestimmen und eine Steuerungseinheit, um den Istwert an den Sollwert heranzuführen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass zwischen der Vorratsspule für den Wickeldraht und den Drahtführer eine Umlenkrolle angeordnet ist. Aufgrund der Verlegebewegung ist die Belastung des Wickeldrahtes am größten, wenn er umgelenkt wird. Das kann insbesondere bei größeren Wickeldrahtdurchmessern zur Beschädigung des auf die Drahtoberfläche aufgetragenen Isolierlacks führen. Mit der Umlenkrolle werden auch Reibeffekte zwischen Drahtführung und Wickeldraht vermieden, weil zwischen der Umfangsoberfläche der rotierenden Umlenkrolle und der Drahtoberfläche keine Relativbewegung eintritt.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Umlenkrolle in den Drahtführer integriert ist.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass der Drahtführer am Einlauf und/oder am Auslauf ein Führungselement aufweist. Das Führungselement kann dazu bestimmt sein, Knickbelastungen oder Abrieb des Wickeldrahtes zu vermeiden.
  • Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Führungselement aus Keramik ausgebildet ist. Es ist aber auch möglich, andere Materialien mit hoher Oberflächenhärte vorzusehen, beispielsweise Hartmetall oder Sintermetall.
  • Es ist möglich, dass das Führungselement eine ringförmige oder eine parabelförmige Innenwandung aufweist. Die Innenwandung kann aber auch kegelstumpfförmig ausgebildet sein, wobei der Ein- und/oder der Auslauf des Führungselements vorzugsweise abgerundet sein können.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Führungselement austauschbar am Drahtführer angeordnet ist. Bei dem Führungselement kann es sich um ein Austauschteil handeln, das ohne Spezialwerkzeug austauschbar ist. Weiter vorteilhaft ist, dass dadurch kurze Stillstandszeiten der Wickelvorrichtung möglich sind.
  • Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Führungselement mittels eines Klemmelements am Drahtführer befestigt ist.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass der Drahtführer eine geradere Führungsbahn mit kreiszylindrischen Innenquerschnitt aufweist.
  • Es ist auch möglich, dass der Drahtführer eine abgewinkelte Führungsbahn mit kreiszylindrischem Innenquerschnitt aufweist.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass der Drahtführer als Teleskoprohr mit einem in einem Außenrohr verschiebbaren Innenrohr ausgebildet ist, wobei das Außenrohr am Auslauf ein Führungselement aufweist, das von dem Innenrohr durchgriffen ist. Ein derart teleskopförmig ausgebildeter Drahtführer kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, um den Wickeldraht bei eingefahrenem Teleskoprohr in eine Anwickelposition zu bringen und bei ausgefahrenem Teleskoprohr in eine Wickelposition zu bringen. Mit „Anwickelposition" ist hier eine Lage bezeichnet, bei der der Wickeldraht an einer Wickel- oder Lötfahne festgelegt wird, die beispielsweise am Kommutator einer elektrischen Maschine ausgebildet ist.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass das Außenrohr mit einem Kolben eines pneumatischen Zylinders verbunden ist.
  • In einer vorteilhaften Ausbildung ist vorgesehen, dass zwei oder mehr Drahtführer an einem Drahtführerbalken angeordnet sind und einen Drahtführerkamm bilden, der mit dem Abtrieb des Antriebs verbunden ist.
  • Es ist möglich, dass mindestens zwei parallel angeordnete Drahtführerkämme vorgesehen sind. Durch die parallele Anordnung mehrerer Drahtführerkämme kann auf besonders einfache Weise die Produktivität der vorgeschlagenen Wickelvorrichtung weiter erhöht werden.
  • Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Aufnahmevorrichtung als ein Werkstückträger zur Aufnahme von zwei oder mehr Spulenkörpern ausgebildet ist. Mit den beiden vorgenannten Ausbildungen können gleichzeitig mehrere gleichartige Spulenkörper bewickelt werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Spulenkörper auf einem Transportband angeordnet sind. Mit dem Transportband können weitere Vorrichtungen zum Befüllen des Transportbandes mit leeren Spulenkörpern und zur Entnahme der bewickelten Spulenkörper verbunden sein.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
  • 1a einen ersten Verfahrensschritt zum Bewickeln eines Spulenkörpers nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in perspektivischer Darstellung;
  • 1b die Ansicht in 1a in der Draufsicht;
  • 2a einen zweiten Verfahrensschritt zum Bewickeln des Spulenkörpers in 1a nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in perspektivischer Darstellung;
  • 2b die Ansicht in 2a in der Draufsicht;
  • 3 ein schematisches erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Darstellung;
  • 4 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drahtführers in perspektivischer Schnittdarstellung;
  • 5a ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drahtführers in einer ersten Position in Schnittdarstellung;
  • 5b den Drahtführer in 5a in einer zweiten Position;
  • 6 ein schematisches zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Die 1a bis 2b zeigen Verfahrensschritte zum Bewickeln eines Spulenkörpers 11.
  • Die 1a und 1b zeigen einen ersten Verfahrensschritt.
  • 1a zeigt einen Drahtführer 1, der einen wegen der besseren Übersicht nicht dargestellten Wickeldraht auf einer Flugbahn 12 um den Spulenkörper 11 herumführt.
  • Der Drahtführer 1 ist in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als ein L-förmig gebogener rohrförmiger Körper ausgebildet, dessen Innenraum zur Aufnahme des als Runddraht ausgebildeten Wickeldrahts bestimmt ist. Der Drahtführer 1 weist in der Gebrauchslage einen senkrechten, als längerer L-Schenkel ausgebildeten Abschnitt auf, dessen offenes Ende als Eintritt für den Wickeldraht ausgebildet ist und einen waagerechten, als kürzerer L-Schenkel ausgebildeten Abschnitt auf, dessen offenes Ende als Austritt für den Wickeldraht ausgebildet ist. Der Drahtführer 1 ist am freien Endabschnitt des langen L-Schenkels mit dem Abtrieb eines Antriebs drehfest verbunden (in 1 nicht dargestellt), wobei der Abtrieb in drei translatorischen Freiheitsgraden (x-, y-, z-Richtung) und in einem rotatorischen Freiheitsgrad (α, Drehung um die z-Achse) bewegbar ist. Als Antrieb ist eine Maschine, basierend auf der sog. Parallel-Kinematik, vorgesehen. Derartige Maschinen sind auch unter dem Begriff der Tripod- und Hexapod-Maschinen bekannt. Das Grundkonzept dieser Maschinen ist es, eine Abtriebsplattform mittels Gelenkstäben auf das Grundgestell zurückzuführen und damit parallel geschaltete Antriebsachsen zu erzeugen. Durch die Vermeidung langer kinematischer Ketten, wie diese bei einem seriellen Konzept gegeben sind, werden die zu beschleunigenden Massen reduziert. Die bewegte Masse reduziert sich auf den Spindelantrieb zur Bereitstellung des vorgenannten Drehwinkels α und auf die anteiligen Gelenks- und Stabmassen. Es kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, einen Industrieroboter mit Parallel-Kinematik zum Antrieb des Drahtführers 1 vorzusehen.
  • Der Spulenkörper 11 ist in dem in den 1a bis 2b dargestellten Ausführungsbeispiel ein Rotor eines elektrischen Motors, der einen Kommutator 110 mit Anschlussfahnen 110a sowie einen Ankerkörper 111 mit Wickelkammern 111k aufweist, die zur Aufnahme einer Ankerwicklung bestimmt sind.
  • Zum Aufbringen der Ankerwicklung auf dem Spulenkörper 11 sind nun folgende Prozessschritte vorgesehen:
    • a. Anwickeln des Wickeldrahtes an einer Anschlussfahne 110a des Kommutators 110 (Punkt A) durch eine kreisförmige Wickelbewegung (siehe 1a, 1b).
    • b. Verfahren des Drahtführers 1 in x-y-Richtung zum Startpunkt B der Ankerwicklung (siehe 1a, 1b).
    • c. Verfahren des Drahtführers 1 in z-Richtung zum Wicklungspunkt C (siehe 1a, 1b).
    • d. Verfahren des Drahtführers 1 in x-y-Richtung zum Wicklungspunkt D (siehe 1a, 1b).
    • e. Verfahren des Drahtführers 1 zum Endpunkt E der Wicklung (siehe 1a, 1b).
    • f. Wiederholen der Schritte b. bis e., bis die gewünschte Windungsanzahl erreicht ist.
    • g. Verdrehen des Drahtführers um einen Taktwinkel αT = 360°/Anzahl der Wickelkammern (siehe 2a, 2b).
    • h. Wiederholen der Schritte a. bis g., bis der Wickelkörper 11 vollständig bewickelt ist.
  • Wie in 2a und 2b gezeigt, beschreibt der Drahtführer 1 nach dem Abschluss der Flugbahn 12 eine Flugbahn 12', die mit der Flugbahn 12 den Winkel αT einschließt.
  • 3 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Der Drahtführer 1 ist in einem Montagearm 2 aufgenommen, der mit dem Abtrieb eines Roboter 3 verbunden ist. Bei dem Roboter 3 handelt es sich um einen Parallel-Kinematik-Roboter, wie weiter oben beschrieben, der wegen seiner geringen Massenträgheit zum Ausführen einer Flugbahnbewegung besonders geeignet ist. Der Roboter 3 ist mit einer elektronischen Steuerung 3s verbunden oder er weist eine integrierte elektronische Steuerung auf, in der die Flugbahnbewegung als Programmcode abgelegt ist.
  • Auf einer vorzugsweise auf einem stationären Drehlager gelagerten Vorratsspule 4 ist ein Wickeldraht 6 aufgenommen, der zunächst durch eine Drahtbremse 7 geführt ist und sodann den L-förmigen Drahtführer 1 durchgreift, wobei der Eintritt des Drahtführers 1, wie weiter oben beschrieben, durch das offene Ende des längeren L-Schenkels gebildet ist und der Austritt des Drahtführers 1 durch das offene Ende des kürzeren L-Schenkels gebildet ist. Wie in 3 schematisch dargestellt, beschreibt der Wickeldraht 6 am Eintritt des Drahtführers eine kegelmantelförmige Flugbahn 6f. Die zwischen der Vorratsspule 4 und dem Eintritt des Drahtführers 1 angeordnete Drahtbremse 7 ist so eingestellt, dass der Wickeldraht 6 während des Wickelns ständig gestrafft ist. Es kann eine fest einstellbare Drahtbremse vorgesehen sein, deren Bremskraft beispielsweise empirisch bestimmt wird. Es kann aber auch eine steuerbare Drahtbremse vorgesehen sein, deren Bremskraft anhand des Ausgangssignals eines in 3 nicht dargestellten Sensors eingestellt wird. Bei dem Sensor kann es sich zum Beispiel um einen Kraftsensor handeln. Es kann weiter vorgesehen sein, dass die Drahtbremse in die Vorratsspule 4 integriert ist, beispielsweise die Achse der Vorratsspule als gebremste Achse ausgebildet ist.
  • Um Beschädigungen des Wickeldrahtes 5 zu vermeiden, kann der Eintritt des Drahtführers 1, wie in 4 dargestellt, mit einem Führungseinsatz 1e versehen sein, der eine kegelförmige Eintrittsöffnung 1k aufweist. Der Führungseinsatz 1e kann beispielsweise aus einer verschleißarmen Keramik mit hoher Oberflächenhärte oder aus einem Hartmetall gefertigt sein. Es kann weiter vorgesehen sein, den Führungseinsatz 1e in dem Drahtführer 1 so zu befestigen, dass er bei Verschleiß des Führungseinsatzes 1e leicht austauschbar ist.
  • Die 5a und 5b zeigen nun ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Drahtführers. Ein Drahtführer 5 weist ein Führungsteleskop 51 auf, das aus einem feststehenden Innenrohr 51i und einem an dem Innenrohr 51i längs verschiebbaren Außenrohr 51a gebildet ist.
  • Der längenveränderliche Drahtführer 5 ist vorgesehen, um bei begrenzten Platzverhältnissen den Wickeldraht anwickeln zu können. Er ist pneumatisch zwischen einer Anwickelstellung (5a) und einer Wickelstellung (5b) umschaltbar. Der obere Endabschnitt des Außenrohres 51a ist als ein Kolben 51k ausgebildet, der im Innenraum eines Kolbenzylinders 52 gleitet.
  • In der Anwickelstellung (5a) steht das Außenrohr 51a in eingeschobener Teleskopstellung. Das freie Ende des Innenrohrs 51i steht hierbei über das Ende des Außenrohrs 51a über und bildet den Drahtaustritt. In der Wickelstellung (5b) steht das Außenrohr 51a in ausgefahrener Teleskopstellung. Das Ende des Außenrohrs 51a steht über das Ende des Innenrohrs 511 über und bildet mit der kegelförmigen Austrittsöffnung 5b eines Führungsaufsatzes 5a den Drahtaustritt.
  • Um Beschädigungen des Wickeldrahtes 5 zu vermeiden, ist der Eintritt des Drahtführers 5 mit einem Führungseinsatz 5e versehen, der eine parabolische Eintrittsöffnung 5p aufweist und auf dem oberen Ende des Innenrohrs 51i angeordnet ist. Am Austritt des Drahtführers 5 ist, wie oben bereits erwähnt, ein Führungsaufsatz 5a vorgesehen, der auf das Außenrohr 51a des Führungsteleskops 51 aufgesetzt ist und in dessen oberen Endabschnitt das Ende des Außenrohrs 51a eingesteckt ist. Der Führungsaufsatz 5a weist eine kegelförmige Austrittsöffnung 5b auf.
  • 6 zeigt nun ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bewickeln eines Wickelkörpers mit Hilfe eines Parallel-Kinematik-Roboters.
  • Der an dem Roboter 3 angeordnete Montagearm 2 ist nun nicht, wie weiter oben in 3 beschrieben, direkt mit dem Drahtführer 1 verbunden, sondern über eine Drahtführungsvorrichtung 61. Die Drahtführungsvorrichtung 61 lenkt in dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel den von der Vorratsspule 4 abgespulten Wickeldraht 6 zunächst um 90° ab, bevor er in den Drahtführer 1 eintritt, bei dem es sich beispielsweise um die in 4 weiter oben beschriebene Ausführung handeln kann. Zur Umlenkung des Wickeldrahtes 6 ist eine Umlenkrolle 61r vorgesehen, deren Radius so gewählt ist, dass die Biegebelastung des Wickeldraht 6 soweit verringert ist, dass insbesondere der Isolationslack auf dem Wickeldraht nicht beschädigt wird. Weiter wird die Reibung des Wickeldrahtes 6 in dem Umlekbereich deutlich reduziert, weil zwischen der Oberfläche der Umlenkrolle und der Drahtoberfläche keine oder nur eine sehr geringe Relativbewegung eintritt. Die in 6 dargestellte Vorrichtung ist für die Verarbeitung dickerer Drähte bevorzugt, während die in 3 dargestellte Vorrichtung, in der der Drahtführer 1 als ein Drahtführer mit L-förmiger Führungsbahn ausgebildet ist, für die Verarbeitung dünner Drähte bevorzugt ist.
  • 1
    Drahtführer
    1e
    Führungseinsatz
    1k
    kegelförmige Eintrittsöffnung
    2
    Montagearm
    3
    Roboter
    3s
    Steuerung
    4
    Vorratsspule
    5
    Drahtführer
    5a
    Führungsaufsatz
    5b
    Austrittsöffnung
    5e
    Führungseinsatz
    5p
    parabolische Eintrittsöffnung
    6
    Wickeldraht
    6f
    Flugbahn
    7
    Drahtbremse
    11
    Spulenkörper
    12, 12'
    Flugbahn
    51
    Führungsteleskop
    51a
    Außenrohr
    51i
    Innenrohr
    51k
    Kolben
    52
    Kolbenzylinder
    61
    Drahtführungsvorrichtung
    61r
    Umlenkrolle
    110
    Kommutator
    110a
    Anschlussfahne
    111
    Ankerkörper
    111k
    Wickelkammer
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 4209532 C1 [0004]
    • - US 5484114 A [0005]

Claims (28)

  1. Verfahren zum Bewickeln eines Spulenkörpers (11) mit einem Wickeldraht (6), dadurch gekennzeichnet, dass ein mittels eines Antriebs (3) bewegter, den Wickeldraht (6) führender Drahtführer (1, 5) eine durch Programmierung des Antriebs (3) definierte Flugbahn (12, 12') um den Spulenkörper (11) beschreibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (11) feststeht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtführer (1, 5) in drei translatorischen und in einem rotatorischen Freiheitsgrad bewegt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtführer (1, 5) von einem Parallel-Kinematik-Antrieb bewegt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugspannung des Wickeldrahtes (6) durch eine Drahtbremse (7) eingestellt wird.
  6. Vorrichtung zum Bewickeln eines Spulenkörpers (11) mit einem Wickeldraht (6), dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (11) in einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen ist, dass ein Drahtführer (1, 5) mit einem Abtrieb eines Antriebs (3) drehfest verbunden ist, und dass der Antrieb (3) mit einer programmierbaren Steuerungseinrichtung (3s) verbunden ist oder eine solche aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung (3s) mit einem Programm versehen ist, das die Flugbahn (12, 12') des Drahtführers (1, 5) definiert.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (11) in der Aufnahmevorrichtung gestellfest aufgenommen ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3) ein Parallel-Kinematik-Antrieb ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (3) mindestens drei translatorische und einen rotatorischen Freiheitsgrad aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Vorratsspule (4) für den Wickeldraht (6) und dem Drahtführer (1, 5) eine Drahtbremse (7) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtbremse (7) in den Drahtführer (1, 5) integriert ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Vorratsspule (4) für den Wickeldraht (6) und den Drahtführer (1, 5) eine Umlenkrolle (61r) angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkrolle (61r) in den Drahtführer (1, 5) integriert ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtführer (1, 5) am Einlauf und/oder am Auslauf ein Führungselement (1e, 5a, 5e) aufweist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (1e, 5a, 5e) aus Keramik ausgebildet ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (1e, 5a, 5e) aus Hartmetall oder Sintermetall ausgebildet ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (1e, 5a, 5e) eine ringförmige Innenwandung aufweist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (1e, 5a, 5e) eine parabelförmige Innenwandung aufweist.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (1e, 5a, 5e) austauschbar am Drahtführer (1, 5) angeordnet ist.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (1e, 5a, 5e) mittels eines Klemmelements am Drahtführer (1, 5) befestigt ist.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtführer (1, 5) eine gerade Führungsbahn mit kreiszylindrischen Innenquerschnitt aufweist.
  22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtführer (1, 5) eine abgewinkelte Führungsbahn mit kreiszylindrischem Innenquerschnitt aufweist.
  23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtführer (5) als Teleskoprohr (51) mit einem in einem Außenrohr (51a) verschiebbaren Innenrohr (51i) ausgebildet ist, wobei das Außenrohr (51a) am Auslauf ein Führungselement (5a) aufweist, das von dem Innenrohr (51i) in der ausgefahrenen Teleskopstellung durchgriffen ist.
  24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (51a) mit einem Kolben (51k) eines pneumatischen Zylinders (52) verbunden ist.
  25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Drahtführer (1, 5) an einem Drahtführerbalken angeordnet sind und einen Drahtführerkamm bilden, der mit dem Abtrieb des Antriebs (3) verbunden ist.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei parallel angeordnete Drahtführerkämme vorgesehen sind.
  27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung als ein Werkstückträger zur Aufnahme von zwei oder mehr Spulenkörpern (11) ausgebildet ist.
  28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenkörper (11) auf einem Transportband angeordnet sind.
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