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Vorrichtung zum hochkantigen Aufwickeln von bandförmigem Wickelgut
zu Spulen ohne Windungsabstand Es sind verschiedene Vorrichtungen bekanntgeworden,
die allgemein dem Zweck dienen, aus Bandmaterial hochkant gewickelte Spulen herzustellen.
Bei derartigen Maschinen wird das Bandmaterial einem Wickeldorn zugeführt und von
diesem zu einer Spule geformt. Um ein seitliches Umlegen des Bandmaterials bei der
Zuführung und während des Wickelvorganges zu verhindern, ist es auch bekannt, dasselbe
durch besondere Zuführungseinrichtungen vor dem Wickeldorn zu führen und durch eine
Druckvorrichtung im Bereich der plastischen Verformung gegen die bereits gewickelten
Windungen zu pressen. Nachteilig bei allen diesen Vorrichtungen ist, daß die gewickelte
Spule nach Lösung aus der Wickelvorrichtung in axialer Richtung auffedert und daß
das Bandmaterial innerhalb der Windungen nicht mit ganzer Fläche durch die plastische
Verformung aufliegt. Durch den Wickelvorgang wird das Wickelgut an der außenliegenden
Kante gestreckt und an der innenliegenden Kante gestaucht mit dem Ergebnis, daß
die Windungen nur mit an inneren Kanten seitlich aufeinanderliegen und die fertig
gewickelte Spule eine etwa 12% größere Länge aufweist als eine solche mit rechteckigen
Bandquerschnitten.
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Es sind auch verschiedene Verfahren bekanntgeworden, um ein axiales
Auffedern der gewickelten Spule zu vermeiden und um zu erreichen, daß während der
Wicklung keine Ouerschnittsänderung erfolgt. So ist z. B. in der Literatur vorgeschlagen
worden, um bei der Biegung ein Aufreißen der äußeren Kante zu vermeiden, das hochkant
gewickelte Material durch zwei angetriebene oder nicht angetriebene Rollen zu führen
und die Außenfaser zu strecken. Da es sich hierbei um ein zweiseitiges Walzen handelt,
muß die Streckung, wenn die Windungen dicht aufeinanderliegen sollen, an einer Stelle
erfolgen, an der die Biegung noch nicht eintritt, d. h. an dem Biegungspunkt selbst
wird das Material trotzdem einer O_uerschnittsänderung unterworfen, es sei denn,
daß eine Spule, deren Wicklungsabstand größer als der Rollendurchmesser ist, gewickelt
wird, so daß die Rollen an der Stelle der Biegung am Material angreifen.
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Andere Wickelvorrichtungen sehen vor, daß der gesamte Windungsumfang
gleichmäßig gedrückt wird. Mit einer derartigen Einrichtung ist es aber nicht möglich,
den Querschnitt des Materials vollständig konstant zu halten, weil bei einer normalen
Wickelmaschine die hierfür notwendigen sehr großen Kräfte nicht zur Verfügung stehen.
Eine andere Andrückvorrichtung sieht mehrere auf dem Wicklungsumfang liegende Druckstempel
vor, die die Windungen seitlich aufeinanderdrücken und die mit der gleichen Drehzahl
umlaufen wie der Wickeldorn. Hierbei werden also ständig die gleichen Punkte unter
Druck gesetzt, so daß es auch nicht möglich ist, den Querschnitt des Wickelgutes
vor der Verformung zu schützen. Andere Wickelmaschinen sehen eine seitlich und senkrecht
wirkende Andrück- und eine Formungseinrichtung vor, die das auflaufende Wickelgut
gegen die bereits vorher aufgebrachte Windung drücken und zugleich bleibende Quersehnittsverformung
des Wikkelgutes zwecks Erzielung kompakter Windungen und kleiner Spulenabmessungen
verhindern sollen. Da das Material an der Stelle des Auflaufens aber noch nicht
den Bereich der plastischen Verformung erreicht hat und noch eine gewisse Elastizität
besitzt, so wird es sich auch bei derartigen Einrichtungen nicht vermeiden lassen,
daß das Material hinter der Drück- bzw. Walzvorrichtung wieder um einen gewissen
Betrag auffedert. Zudem müssen auch diese Maschinen verhältnismäßig stark ausgeführt
werden, um eine Querschnittsverformung noch im Bereich der Elastizität zu erreichen.
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Um nun zu erreichen, daß an der Stelle der plastischen Verformung,
d. h. an der Stelle, an der das Material fließt und nur einen Bruchteil der normalen
Zugfestigkeit aufweist, ein entsprechend geringerer Druck zur Verhinderung der Verformung
ausreicht, und um demzufolge eine einfache und leichte Wickelvorrichtung zu schaffen,
wird eine Vorrichtung zum hochkantigen Aufwickeln von bandförmigem Wickelgut zu
Spulen ohne Windungsabstand aus elektrisch leitendem Material, insbesondere zum
Herstellen elektrischer Spulen, mit einer an einem Schlitten mit Wickelgutführer
angebrachten Andrück- und Formungseinrichtung, die das auflaufende Wickelgut gegen
die bereits vorher aufgebrachte Windung drückt und zugleich, z. B. mit Hilfe von
Walzen, eine bleibende
Querschnittsverformung des Wickelgutes verhindert,
gemäß der Erfindung dahingehend ausgestaltet, die die Andruck- und Formungseinrichtung
einen auf der der Zulaufseite des Wickelgutes abgewandten Seite über den Wickeldorn
greifenden U-förmigen Bügel aufweist, der auf dem Wickelgutführer-Schlitten gelenkig
so aufgehängt ist, daß er frei um eine Achse beweglich ist, die die Wickeldornachse
zumindest annähernd senkrecht schneidet und mit der Richtung des zulaufenden Wickelgutes
einen soweit unterhalb 90° liegenden Winkel bildet, daß eine auf der Innenfläche
des dem zulaufenden Wickelgut benachbarten Bügelschenkels angebrachte, mit dessen
Aufhängeachse koaxial liegende und im Sinne der Erhaltung des Wickelgutquerschnittes
geformte Druckwalze im Bereich der durch -las Wickeln bedingten plastischen Verformung
angreift, und bei der in der Bügelöffnung zwischen dem Wickeldorn und der inneren
Fläche des Bügelgurtes ein mit Spiel in der Umfangsrichtung des Wickeldornes eingepaßtes
Druckstück angeordnet ist, das seitlich auf das aufgelaufene Wickelgut drückt und
lagerschalenförmig über den Wickeldorn greift.
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Dabei soll das Wickelgut zumindest annähernd senkrecht zur Wickeldornachse
und in sich derart verkantet zugeführt werden, daß die den inneren Spulendurchmesser
bildende Kante leicht zum Spulenanfang hin geneigt ist. Durch diese Maßnahme wird
verhindert, daß sich das Wickelgut bei der Aufwicklung einseitig umlegt. Es ist
weiterhin vorteilhaft, einen Druck auf die Innenkante des Wickelgutes auszuüben.
Zu diesem Zweck soll der Durchmesser der Druckwalze zu einem äußeren Bund derselben
hin abnehmen, der gleichzeitig ein radiales Auswinkeln des Wickelgutes im Bereich
der plastischen Verformung verhindert.
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Das am Gurt des Bügels angebrachte Druckstück soll für sich um eine
Achse drehbar sein, die senkrecht auf der Wickeldornachse steht. Weiterhin soll
das Druckstück in Richtung des Wickeldornes zum Bügel durch einen feststellbaren
Exzenterbolzen einstell- und fixierbar sein, der in eine auf der Außenseite des
Druckstückes eingearbeitete Nut senkrecht eingreift. Hierdurch wird erreicht, daß
sich das Druckstück reit seiner ganzen Fläche an die oberste gewickelte Windung
anlegt und die erforderliche Druckverteilung selbsttätig übernimmt. Um das Druckverhältnis
der Druckwalze und des Druckstückes den jeweiligen Erfordernissen anpassen zu können,
ist es notwendig, daß der Bügel in seiner Winkelstellung einstell- und feststellbar
ist. Dies kann durch jede geeignete Vorrichtung-erfolgen, z. B. durch einen Versteilbolzen
mit Gegenmutter.
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Die Fertigung hat bewiesen, daß die vo-rsteherid beschriebenen Maßnahmen
geeignet sind, eine Spule bei gleicher Windungszahl in ihrer Länge um 10 bis 12
% zu reduzieren und der Spule eine Vorspannung zuzuteilen, die die einzelnen Windungen
aufeinander hält. Die Leistung, die für die Wicklung aufgebracht werden muß, ist
gegenüber den Leistungen, die die bekannten Wickelmaschinen benötigen, wesentlich
geringer. Infolgedessen kann eine Vorrichtung zum Aufwickeln nach der Erfindung
in ihrem Aufbau leichter gehalten werden, ohne daß dadurch die Güte des 'Wickelvorganges
leidet.
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An Hand der Pig. 1 und 2 wird ein Beispiel der Vorrichtung nach der
Erfindung näher erläutert.
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Die Fig. stellen eine Vorrichtung zum hochkantigen Aufwickeln von
bandförmigem Wickelgut ohne Windungsabstand aus elektrisch leitendem Material dar.
Fig.1 zeigt die Druckvorrichtung, die auf einem Druckschlitten 1 montiert ist, der
sich in Richtung des mit der Wickelvorrichtung verbundenen Wickeldornes 6 senkrecht
zur Zeichnungsebene bewegen kann und der hydraulisch oder durch Federn oder Gewichte
in Gegenrichtung des Wickelvorganges der zu wickelnden Spule auf das Wickelgut eine
Kraft ausübt. Dieser Druckschlitten 1 trägt seitlich eine Führungsvorrichtung 2,
durch die das Bandmaterial 18 dem Wickeldorn 6 zugeführt wird. Bevor das
Bandmaterial 18
den Wickeldorn 6 erreicht, läuft es durch ein weiteres, am
Druckschlitten 1 montiertes Führungsstück 19, das die obere Kante
des Bandmaterials 18, also die Kante, die nach dem Wickeln den inneren Umfang der
Spule bildet, in Richtung auf die bereits gewickelte Spule verankert. Hierdurch
wird, wie bereits vorstehend erläutertwurde, dem Wickelgut die Tendenz genommen,
sich einseitig umzulegen. Am Druckschlitten 1 ist über Bolzen 4 und 5 ein
U-förmiger Bügel 3 angelenkt, der über den Wickeldorn 6 greift. Die Drehachse des
Bügels 3 ist so bestimmt, daß sie durch die Achse des Wickeldornes 6 läuft
und daß sie zur Richtung des auflaufenden Bandmaterials 18 leicht geneigt
ist. Die 1LTeigung hängt davon ab, an welcher Stelle das Bandmaterial 18 beginnt,
sich plastisch zu verformen, also von der Stelle, an der das Bandmaterial die geringste
innere Festigkeit aufweist. Auf dem Bolzen 4 sitzt gleichzeitig innerhalb des Bügels
eine kugelgelagerte Druckwalze 7, die an dieser Stelle auf das Bandmaterial 1$ drückt
und eine Abweichung des Querschnitts von einem Rechteck verhindert. Die Druckwalze
7 besitzt einen Bund 13, der einem Ausweichen des Bandmaterials 18 entgegentritt.
Um zu erreichen, daß der Druck auf der inneren Kante der Wicklung am größten ist,
soll die Druckwalze 7 nicht zylindrisch ausgeführt sein, sondern derart konisch,
daß in der Nähe des Bundes 13 ein etwas kleinerer Durchmesser vorliegt als innen.
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Am Gurt 14 des Bügels 3 liegt, von den beiden Schenkeln 15,
16 begrenzt, ein Druckstück 8, das lose von Stiften 9 und 10 gehalten
wird und das eine gewisse Verschiebbarkeit im Bügel 3 in Richtung der Wickeldornachse
aufweist. Die jeweilige Stellung des Druckstückes 8 zum Bügel 3 wird bestimmt
durch einen Exzenterbolzen 11, der in eine Nut 17 des Druckstückes 8 eingreift (vgl.
Fig. 2). Bei Verdrehen des Exzenterbolzens 11 verschiebt sich das Druckstück
8 im Bügel 3. Das Druckstück soll weiterhin so lose in den Stiften
9 und 10 aufgehängt sein, daß ihm eine gewisse allseitige Bewegungsmöglichkeit
verbleibt, um zu erreichen, daß es jeweils mit ganzer Fläche auf der in Schraubenlinie
gewickelten Windung anfliegt. Der Exzenterbolzen 11 ist durch eine Feststellschraube
12 in seiner jeweiligen Stellung feststellbar. Die jeweilige Winkelstellung
des Bügels 3
soll durch einen gewöhnlichen, nicht gezeichneten Verstellbolzen
bestimmt werden, der auf den Gurt 14 des Bügels 3 in Richtung auf die zu
wickelnde Spule drückt.