DE1054174B - Einrichtung zum Erzeugen einer definierten, stets gleichbleibenden Wickeldrahtspannung beim Wickeln elektrischer Spulen u. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung der beim Wickeln veränderlichen Wickeldrahtspannung. Zum Bewickeln von Wickelkörpern wird in bekannter Weise so verfahren, daß der Wickelkörper durch eine Antriebsvorrichtung in Drehung versetzt wird, wodurch sich der Wickeldraht auf den Wickelkörper aufwickelt und gleichzeitig durch den dabei erzeugten Zug von der Abwickelspule abgewickelt wird. In vielen Fällen ist es notwendig, daß der Wickeldraht beim Wickeln eine definierte Zug-Spannung hat. Bei kreisrunden Wickelkörpern ist diese Forderung verhältnismäßig leicht dadurch zu erfüllen, daß man die Abwickelspule durch eine Bremsvorrichtung, die ein ständig gleichbleibendes Bremsmoment erzeugt, bremst. Beim Bewickeln von Wickelkörpern, deren Form vom Kreisquerschnitt abweicht, läuft der Wickeldraht von der Abwickelspule mit wechselnder Geschwindigkeit ab. Dies hat zur Folge, daß die Zugspannung des Wickeldrahtes in den einzelnen Wickelphasen ungleichmäßig ist. Insbesondere bei höheren Wickelgeschwindigkeiten wirkt sich dies ungünstig aus und führt zu Drahtbrüchen, losen Windungen, Steigungsfehlern usw. Bei der Herstellung von Spanngittern für elektrische Entladungsgefäße muß bekanntlich der Wickeldraht mit einer vorgeschriebenen Zugspannung auf den Wickelrahmen aufgebracht werden. Derartige Wickelrahmen bestehen im allgemeinen aus zwei parallel zueinander liegenden Längsholmen, die durch zwei senkrecht zu diesen stehende Querholme verbunden sind. Bei einem so ausgebildeten Wickelkörper ändert sich beim Bewickeln desselben die Zugspannung des Wickeldrahtes in verhältnismäßig weiten Grenzen, so daß das Einhalten einer bestimmten Zugspannung des Wickeldrahtes beim Wickelvorgang mit den üblichen Methoden nicht mehr möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, durch die es ermöglicht wird, die durch die Form eines unrunden Wickelkörpers bedingte, beim Wickeln veränderliche Wickeldrahtspannung mit Hilfe einer auf die Vorratsspule der Wickelmaschine wirkenden elektrischen Bremse im Sinne einer Konstanthaltung zu steuern. Die Erfindung besteht darin, daß auf der angetriebenen Achse der den Wickelkörper tragenden Vorrichtung ein elektrischer Generator angebracht ist, durch dessen Strom die Bremse gesteuert wird, und daß der Rotor des Generators eine derartige Ausbildung in bezug auf dessen Stator hat, daß die erzeugte Generatorspannung ein im Sinne der Konstanthaltung der Wickeldrahtspannung wirkendes, sich über den Drehweg des Wickelkörpers entsprechend dessen Wickelquerschnitt periodisch änderndes Bremsmoment erzeugt. Weitere, zur Ausgestaltung der Erfindung dienende Einzelheiten und Merkmale werden an Hand der nach-Einrichtung zum Erzeugen

einer definierten, stets gleichbleib enden

WickeldraMspanriung beim Wickeln

elektrischer Spulen u. dgl.

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Theodor überholz und Andreas Weißflocb., München, sind als Erfinder genannt worden

folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfmdungsgemäßen Einrichtung zum Bewickeln von Spanngittern in ihren wesentlichen Teilen, zum Teil nur schematisch, dargestellt.

Fig. 1 stellt dabei die Vorderansicht dar, während in

Fig. 2 eine Seitenansicht derselben Anordnung gezeigt ist.

In den beiden Figuren sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. Auf der Stirnseite einer Welle 1 ist in an sich bekannter Weise ein Wickelkörper, der hier ein Rahmen 2 eines Spanngitters ist, aufgebracht. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf Spanngitter, sondern kann mit gleich gutem Erfolg auch zum Be;vickeln von Spulen, Transformatoren, Drosseln usw. benutzt werden und ist vor allem dann sehr vorteilhaft, wenn Wickelkörper mit feinen Drähten bewickelt werden müssen. Die den Wickelkörper tragende Welle 1 ist angetrieben und dreht sich in der durch die Pfeile in den Figuren angedeuteten Richtung. Auf der Achse 1 ist der Rotor 3 eines Generators befestigt. Wie aus Fig. 2 deutlich ersichtlich, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel dieser Rotor als Stabmagnet ausgebildet. Dieser Stabmagnet rotiert infolge der Drehung der Welle 1 zwischen den mit den Wicklungen 4 versehenen Schenkeln des Stators 5. Dadurch wird in bekannter Weise ein elektrischer Strom erzeugt. Der Rotor 3 kann z. B. ein permanenter Magnet sein. In manchen Fällen ist es aber auch vorteilhaft, denselben als Elektromagnet

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Claims (2)

auszubilden. Der Erregerstrom dieses Elektromagneten ist zweckmäßig einstellbar. Bei einfachen Formen des Wickelkörpers, z. B. bei einer Form, wie er in den Figuren dargestellt ist, wird man den Rotor 3 als Stabmagnet ausbilden und ihm eine einfache Form geben, die etwa der in den Figuren dargestellten entspricht. Bei komplizierteren Formen des Wickelkörpers wird man die Form des Rotors der Form des Wickelkörpers genauer anpassen und diesen z. B. mehrschenklig ausbilden. Der Rotor kann auf der Welle 1 fest angebracht oder, z. B. zur Justierung der Einrichtung, auch auf der Welle verstellbar gelagert sein. Der mit den Wicklungen 4 versehene Stator 5 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zweischenkelig ausgebildet. Er kann jedoch auch eine der Form des Wickelkörpers genauer angepaßte Ausbildung haben. So kann es z. B. vorteilhaft sein, den Stator mehrschenkelig auszubilden, wobei der Rotor als Stabmagnet ausgebildet oder eine bereits oben näher beschriebene vorteilhafte andere Form aufweisen kann. In gleicher Weise wie der Rotor verstellbar auf seiner x\chse gelagert sein kann, ist es unter Umständen vorteilhaft, auch den Stator verstellbar zu lagern. Der vom Generator erzeugte Strom wird der Wicklung 11 eines Bremsmagneten 6 zugeführt. In den Luftspalt des Bremsmagneten 6 ragt ein metallischer Rotationskörper 8, der im vorliegenden Beispiel als Kreisscheibe ausgebildet ist, hinein. Dieser Rotationskörper 8 ist zusammen mit der Vorratsspule 9 auf der Abspulwelle 7 befestigt. Wird nun, wenn der Wickelkörper 2 rotiert, der Wickeldraht 10 von der Vorratsspule 9 abgezogen, so dreht sich diese in der durch die Pfeile angedeuteten Richtung. Dadurch rotiert die Scheibe 8 ebenfalls, und da ein Teil derselben im Luftspalt des Bremsmagneten liegt, wird diese Scheibe und dadurch auch die Vorratsspule 9 der Erregung des Bremsmagneten entsprechend abgebremst. Der vom Generator erzeugte Strom wird, wie bereits beschrieben, der Erregerspule 11 des Bremsmagneten zugeführt, so daß dessen Erregung und damit die von ihm erzeugte Bremswirkung auf die Scheibe 8 abhängig von der Bewegung des Rotors 3 gesteuert wird. Falls der vom Generator erzeugte Strom zur Steuerung des Bremsmagneten zu schwach sein sollte, kann in an sich bekannter Weise ein Verstärker 13 zwischengeschaltet werden. Die Erregung des Bremsmagneten kann direkt durch den vom Generator erzeugten Wechselstrom erfolgen, in manchen Fällen ist es jedoch vorteilhaft, diesen Wechselstrom durch eine Gleichrichteranordnung 14 gleichzurichten. Durch eine solche Gleichrichtung wird bewirkt, daß das Magnetfeld des Bremsmagneten 6 stets gleiche Richtung hat. Mittels der Zusatzwicklung 12 kann in dem Elektromagneten 6 eine Grunderregung erzeugt werden. Diese Erregung wird vorteilhafterweise dem jeweiligen Querschnitt des Wickeldrahtes angepaßt. In diesem Fall muß die Grunderregung veränderbar ausgebildet sein. Zweckmäßigerweise wird die Grunderregung so bemessen, daß bei alleinigem Vorhandensein derselben auf die Scheibe S die größte Bremswirkung ausgeübt wird. Dieser Grunderregung wird dann die Steuererregung so überlagert, daß dieselbe der Grunderregung entgegenwirkt. Der Bremsmagnet 6 weist im Ausführungsbeispiel nur einen Luftspalt auf. Es ist jedoch auch möglich, den Bremsmagneten so, insbesondere mehrpolig, auszubilden, daß er mehrere Luftspalte hat. Im Ausführungsbeispiel ist das Bremsmagnetsystem feststehend. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann dasselbe jedoch auch um die Rotations- 7" achse der Vorratsspule drehbar angeordnet sein. Läßt man dann das drehbar angeordnete Bremsmagnetsystem entgegen der Abspulrichtung der Abspulwelle rotieren, so erzielt man verschiedene Vorteile. Dreht sich der Wickelkörper nicht, was vor und nach dem Bewickeln der Fall ist, so würde bei feststehendem Bremsmagneten, da sich dann auch die Scheibe 8 nicht dreht, auf den Wickeldraht 10 kein Zug ausgeübt werden. Der Wickeldraht würde dadurch durchhängen, was lose Wicklungen auf dem Wickelkörper zur Folge hat. Rotiert aber das Bremsmagnetsystem entgegengesetzt der Abspulrichtung, so wird auch bei stillstehender Abspulachse auf den Wickeldraht 10 ein durch die Geschwindigkeit, mit der das Bremsmagnetsystem rotiert, und durch die Grunderregung bestimmter Zug ausgeübt. Die Rotation des Bremsmagnetsystems hat aber noch einen weiteren erheblichen Vorteil. Beim An- und Auslaufen beim Bewickeln, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, treten erhebliche Änderungen der Zugspannung des Wickeldrahtes auf. Diesen Änderungen kann durch eine entsprechende Steuerung und trägheitsarme Ausgestaltung des rotierenden Bremsmagnetsystems entgegengewirkt werden, was insbesondere beim Arbeiten mit empfindlichen Gitterdrähten notwendig ist, um ein Abreißen dieser Drähte zu verhindern. Zusätzlich zu dieser Maßnahme kann natürlich auch die Grunderregung in entsprechender Weise gesteuert werden. Weiter ist es in diesem Zusammenhang von besonderer Bedeutung, daß das Trägheitsmoment des Abspulsystems möglichst klein gehalten wird. Es ist auch durchaus möglich, mittels einer Programmsteuerung zum Berücksichtigen der Verhältnisse beim An- und Auslaufen die Rotationsgeschwindigkeit des Bremsmagnetsystems und die Größe der Grunderregung während des Wickelvorganges so zu steuern, daß zusammen mit der vom Generator erzeugten Steuererregung die Zugspannung des Wickeldrahtes in jeder Phase des Wickelvorganges konstant gehalten wird. Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Erzeugen einer definierten, stets gleichbleibenden Wickeldrahtspannung beim Wickeln elektrischer Spulen u. dgl., insbesondere von Spanngittern für elektrische Entladungsgefäße, durch eine abhängig von der durch die Form eines unrunden Wickelkörpers bedingten, beim Wickeln veränderlichen Wickeldrahtspannung gesteuerte, auf die Vorratsspule der Wickelmaschine wirkende elektrische Bremse, dadurch gekennzeichnet, daß auf der angetriebenen Achse der den Wickelkörper tragenden Vorrichtung ein elektrischer Generator angebracht ist, durch dessen Strom die Bremse gesteuert wird, und daß der Rotor des Generators eine derartige Ausbildung in bezug auf dessen Stator hat, daß die erzeugte Generatorspannung ein im Sinne der Konstanthaltung der Wickeldrähtspannung wirkendes, sich über den Drehweg des Wickelkörpers entsprechend dessen Wickelquerschnitt periodisch änderndes Bremsmoment erzeugt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrische Bremse ein Bremsmagnet vorgesehen ist, in dessen Luftspalt ein auf der Abspulachse der Vorratsspule befestigter Rotationskörper hineinragt und die Steuerwicklung des Bremsmagneten durch den vom Generator erzeugten Strom gespeist wird.