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Maschine zum Aufwickeln von Drähten und sonstigem spuifähigem Gut
Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Aufwickeln von Drähten und sonstigem
spulfähigem Gut in mehreren Lagen auf Spulenkörper, die mit einer im umgekehrten
Verhältnis zu dem während der Spulung zunehmenden Durchmesser der Spulenwicklung
stehenden Drehzahl angetrieben werden.
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Es ist üblich, sofern es sich um Maschinen handelt, die, was meistens
der Fall ist, aus Bedienungsgründen mehrere Spulgänge haben, die Spulgänge nebeneinander
anzuordnen. Die einzelnen Spulgänge werden dabei entweder durch eine Transmission
oder, hesonders bei größeren Spulen, durch einen Elektromotor angetrieben, der dann
vielfach zwei Spulgänge antreibt. Die Drehzahl der Transmission bzw. des Motors
wird der Drahtstärke entsprechend gewählt; sie gilt dann für alle Spulgänge und
bleibt während des ganzen Spulvorganges konstant. Hierdurch arbeiten diese Maschinen
mit einer stetig dem wachsenden Wickeldurchmesser entsprechend ansteigenden Wickelgeschwindigkeit.
Sie müssen deshalb so einS gestellt werden, daß die Wickelgeschwindigkeit während
des Spulvorganges nicht über das durch Maschinenleistung und Drahtbruch begrenzte
Geschwindigkeitsmaximum ansteigt. Dies bedeutet, daß die Maschinen mit einer Spulendrehzahl
laufen müssen, die im Maximum dem größten Wickeldurchmesser entspricht. Dadurch
arbeiten sie zu Beginn des Wickelvorganges auf dem Kerndurchmesser der Spule, welcher
meistens kleiner ist als die Hälfte des größten Wickeldurchmessers, mit einer sehr
unwirtschaftlichen Drahtgeschwindigkeit. Diese steigert sich erst allmählich mit
wachsendem Wickeldurchmesser.
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Man hat auch Spulmaschinen mit konstanter Wickelgeschwindigkeit entwickelt,
bei welchen die Drehzahl der Spule entsprechend dem wachsenden Wickeldurchmesser
durch eine Tastrolle, die auf dem Wickelgut läuft, gesteuert wird. Hierbei erfordert
jeder Spulgang ein stufenlos regelbares Getriebe. Der Aufwand hierfür ist erheblich,
weshalb derartige Maschinen auch kaum gebaut wurden. Auch Spulmaschinen, bei welchen
die Antriebsmotore mittels durch Tastrollen beeinflußter Steuerungen in ihrer Drehzahl
beeinflußt werden, sind nur selten bzw. nur für Sonderzwecke eingesetzt worden,
weil auch hierbei der Aufwand an elektrischen Einrichtungen erheblich ist.
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Bei einer bekannten Spulmaschine wird jeweils nur ein Ring gewickelt,
wobei das Wickeln nicht auf Spulenkörper, sondern auf einem ortsfesten Wickler erfolgt,
der oberhalb eines Drehtisches angeordnet ist. Nach dem Wickeln eines Ringes wird
dieser auf den Drehtisch, der mit der eigentlichen Spulung nichts zu tun hat, abgesetzt.
Während der Drehtisch absatzweise gedreht wird, werden die auf ihm liegenden Ringe
gebunden und dann abgehoben.
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Bei einer anderen Spulmaschine ist zwar eine große Anzahl von Spulen
auf einem gemeinsamen Drehtisch angeordnet, jedoch entspricht diese Maschine nicht
einer solchen, wie sie eingangs dieser Beschreibung vorausgesetzt wird, denn bei
ihr wird auf den zunehmenden Durchmesser der Wicklung keine Rücksicht genommen.
Dies ist auch nicht erforderlich, da es sich um kleine Elektrospulen handelt, deren
Durchmesser während der Bewicklung nur in so geringem Maße zunimmt, daß es vernachlässigt
werden kann, dem steigenden Durchmesser entsprechend die Drehzahl beim Spulen zu
verringern.
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Es ist ferner noch eine Vorrichtung zum Regeln der Aufwickelgeschwindigkeiten
beim Aufwickeln von Draht auf Spulen bekanntgeworden, bei der die Spannung des aufzuwickelnden
Drahtes oder der größer werdende Aufwickeldurchmesser über ein Hebelgestänge die
Drehzahl des Antriebsmotors regelt, und zwar wird als Antriebsmotor ein Drehstrom-Kurzschlußmotor
verwendet, dessen Anker zur Regelung der Drehzahl durch das Hebelgestänge axial
im Stator verschoben wird.
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Ein einwandfreies Arbeiten der Maschine der eingangs bezeichneten
Art ist dadurch zu erreichen, daß diese gemäß der Erfindung derart als Mehrfachwickelmaschine
ausgebildet ist, daß in an sich bekannter Weise auf einem angetriebenen Umlaufkörper
mehrere im Drehsinn desselben aufeinanderfolgende, mit einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung
gekuppelte Spulenkörperhalterungen angeordnet sind, daß für die Kupplung zwischen
den Spulenkörperhalterungen und der gemeinsamen Antriebsvorrichtung eine mit wählbarer
Exzentrizität zur Drehachse des Umlaufkörpers gelagerte Reibscheibe dient und daß
die
Drehzahl des Umlaufkörpers so gewählt ist, daß das Füllen eines Spulenkörpers vorzugsweise
- jedoch höchstens - eine halbe Drehung des Umlaufkörpers erfordert.
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Die Maschine gemäß der Erfindung ermöglicht eine gedrungene Bauart
und gestattet ein Wickeln mit gleichbleibender Drahtlaufgeschwindigkeit unter Anwendung
einfacher Mittel. Sie ermöglicht ferner fortlaufendes und selbsttätiges Einsetzen
leerer Spulen in den Umlaufkörper und Freigeben der vollen Spulen aus diesem.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Maschine gemäß
der Erfindung veranschaulicht. und zwar zeigt Abb. 1 eine Maschine in Seitenansicht,
Abb. 2 die zu Abb. 1 gehörige Draufsicht, und Abb. 3 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen
in Draufsicht, teilweise im Schnitt.
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In allen Ahbildungen sind die Spulenkörper mit 1 bezeichnet; sie
sind in einem drehbar gelagerten, angetriebenen Umlaufkörper 2 mittels Spulenkörperhalterungen
3 gelagert. Die Umlaufkörper können sowohl senkrecht (wie bei den Ausführungsbeispielen)
als auch waagerecht angeordnet sein. Die Anzahl der in einem Umlaufkörper untergebrachten
Spulenkörper ist beliehig und richtet sich im allgemeinen nach dem Größenverhältnis
zwischen Spulenkörpern und Umlaufkörper.
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Bei der Ausführung nach Abb. 1 und 2 sind in dem Umlaufkörper acht
Spulenkörperhalterungen 3 vorgesehen. Die von rechts aus einem nicht näher be zeichneten
Vorratsmagazin kommenden leeren Spulenkörper 1 werden bei A, nachdem sie durch eine
Einrichtung 20 freigegeben und vorgerückt worden sind. vom Umlaufkörper 2 aufgenommen
und verlassen diesen bei E wieder, nachdem der Umlaufkörper eine halbe Umdrehung
vollzogen hat. Während dieser Zeit verläuft der Wickelvorgang in der Weise, daß
der Spulenkörper dabei mittels der Kupplung4 mit einem geeigneten Antrieb gekuppelt
wird. Ein solcher Antrieb besteht aus dem Reibrad 5 und der zugehörigen Reibscheibe
6, welche die Reibräder sämtlicher im Umlaufkörper befindlichen Spulenkörperhalterungen
antreibt. Infolge der exzentrischen Lagerung der Reibscheibe 6 gegenüber der Achse
des Umlaufkörpers 2 berühren die Reibräder 5 die Reibscheibe 6 zu Beginn der Spulung
an einem großen und nach einer halben Drehung des Umlaufkörpers an einem kleinen
Durchmesser.
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Hierdurch wird den Spulenkörpern zu Beginn der Spulung eine hohe,
im Verlauf der Spulung ständig kleiner werdende Drehzahl erteilt. Auf der einen
Hälfte des Umlaufkörpers befindet sich infolge der kreisförmigen Anordnung der Spulenkörper
immer eine Reihe solcher Körper in ständig fortschreitendem Wickelstadium, während
auf der anderen Hälfte das Entnehmen der vollen und das Einsetzen der leeren Spulen
erfolgt.
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Während die Laufgeschwindigkeit der Reibscheibe 6 der jeweiligen
Drahtstärke entsprechend gewählt wird, was mittels eines mit dem Antriebsmotor 7
gekuppelten, möglichst stufenlosen Getriebes 8 erfolgt, wird die Drehzahl des Umlaufkörpers
2 mittels eines regelbaren Getriebes 9 derart eingestellt, daß der Wickelvorgang
während einer halben Umdrehung erledigt wird.
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Das Kuppeln des Spulenkörpers 1 mit seinem Antrieb erfolgt durch
einen Schaltnocken 10, nachdem der Draht an dem Kern des Spulenkörpers befestigt
wurde. Dieses Befestigen der Drahtenden ist die ein-
zige von der Bedienung der Maschine
auszuführende Tätigkeit. Nach Beendigung der Spulung erfolgt ein Entkuppeln des
Spulenkörpers von seinem Antrieb durch den Schaltnocken 11, so daß die Spulenkörper
sich in der zweiten Hälfte des Umlaufkörpers nicht drehen.
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Der über Rollen 12 anlaufende Draht wird zwischen Drahtführungsrollen
13 und 14 geführt und mittels eines Verlegers 15 auf den Spulenkörper verlegt. Der
Antrieb der Verlegung wird dem sich drehenden SpuleAtörper entnommen; er erfolgt
somit in Abhängigkeit von der Spulenkörperdrehzahl, so daß sich eine saubere und
lagengerechte Verlegung ergibt. Bei entsprechender Ausbildung des Verlegers lassen
sich sowohl Wicklungen mit einer Lage Draht an Draht als auch Kreuzspulungen u.
dgl. ausführen. Hierzu können die dafür allgemein gebräuchlichen Maschinenelemente
in den Umlaufkörper eingebaut werden. Bei der Maschine nach Abb. 1 und 2 erfolgt
die Verlegung durch eine Kreuzgewindespindel 16.
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Nach Beendigung der Spulung wird durch den Schaltnocken 11 die Kupplung
des Antriebs gelöst und die Spulenkörperlagerung geöffnet, nachdem kurz vorher durch
die Betätigung eines Kontaktes 17 der Draht durch eine in den Drahtlauf eingebaute
Schere 18 abgeschnitten wurde. Da jeder Drahtlauf eine Schere erfordert, ist in
die Leitung ein Folgeschalter eingebaut, der nach jedem Schnitt auf die nächste
Schere umschaltet.
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Beim Wickeln von Magnetspulen und anderen Spulen für elektrische
Zwecke kann im Umlaufkörper gelagertes Isoliermaterial 19 zwischen die einzelnen
Lagen der Wicklung gelegt werden. Das Isoliermaterial kann sowohl in Rollen als
auch in Blattform gebraucht werden, wobei im ersteren Fall eine selbsttätige Schere
zum Ablängen vorgesehen ist. Es kann auch ein Kleb- und Lackiervorgang eingeschaltet
werden.
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Um einen ununterbrochenen Betrieb zu gewährleisten, muß auch die
Drahtführung entsprechend gestaltet sein. Während der Drehung des Umlaufkörpers
2 geht die Umlenkung des am Spulenkörperkern befestigten Drahtes von der Rolle 13
auf die Rolle 14 über. Bei Weiterdrehung des Umlaufkörpers werden alle Drähte durch
die am äußeren Umfang befindlichen Rollen so geführt, daß jeder Draht außerhalb
des Spulenbereiches und ohne Störung durch einen anderen Draht laufen kann.
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Bei der Ausführung nach Abb. 3 ist die Reibscheibe 6 als Hohlkugelabschnitt
ausgebildet, an dessen Innenfläche die Reibräder 5 anliegen, die am Umlaufkörper
2 konzentrisch gelagert sind. Infolge Schrägstellung der Achse des Kugelabschnittes
zur Achse des Umlaufkörpers liegt der Berührungskreis exzentrisch, so daß auch hier
verschiedene Laufgeschwindigkeiten, die sich beispielsweise wie 1:2 verhalten, erzielt
werden. Für den Antrieb des Umlaufkörpers ist ein hydraulisches Regelgetriebe 9
vorgesehen, das aus einer mit dem Antriebsmotor 7 gekuppelten Pumpe und einem regelbaren
Hydromotor 8 besteht.
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Bei der Ausführung nach Abb. 4 sind die Reibräder 5 zur Verbesserung
der Reibwirkung schräg gestellt. Für den Antrieb der Reibscheibe 6 und des Umlaufkörpers
2 sind hier die Niotore 7 und 9 als elektrische Regelmotore ausgebildet.
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Bei der Ausführung nach Abb. 5 ist die Reibscheibe 6 als Kugelabschnitt
ausgeführt, auf dessen gewölbter Oberfläche die Reibräder 5 anliegen, die ebenfalls
am Umlaufkörper 2 konzentrisch gelagert
sind und deren Achsen geneigt
zur Drehachse des Umlaufkörpers sind. Auch kegelförmige und ballige Reibscheiben
können gegebenenfalls verwendet werden.
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Bei den Ausführungen nach Abb. 4 und 5 ist zwischen den Reibrädern
5 und den zugehörigen Spulenkörperlagerungen je ein nicht näher bezeichnetes Winkelgetriebe
vorgesehen. i l'ENTANSPRUCHE: 1. Maschine zum Aufwickeln von Drähten und sonstigem
spulfähigem Gut in mehreren Lagen auf Spulenkörper, die mit einer im umgekehrten
Verhältnis zu dem während der Spulung zunehmenden Durchmesser der Spulenwicklung
stehenden Drehzahl angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine
derart als Mehrfachwickelmaschine ausgebildet ist, daß in an sich bekannter Weise
auf einem angetriebenen Umlaufkörper (2) mehrere im Drehsinn desselben aufeinanderfolgende,
mit einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung gekuppelte Spulenkörperhalterungen (3)
angeordnet sind, daß für die Kupplung zwischen den Spulenkörperhalterungen (3) und
der gemeinsamen Antriebsvorrichtung (7) eine mit wählbarer Exzentrizität zur Drehachse
des Um-
laufkörpers (2) gelagerte Reibscheibe (6) dient und daß die Drehzahl des
Umlaufkörpers so gewählt ist, daß das Füllen eines Spulenkörpers vorzugsweise -
jedoch höchstens - eine halbe Drehung des Umlaufkörpers (2) erfordert.