DE1059812B - Verfahren zum Wickeln einer Praezisionskreuzspule od. dgl. und Maschine zur Ausuebung des Verfahrens sowie nach diesem Verfahren hergestellte Kreuzspule - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Verfahren zum Wickeln einer Präzisionskreuzspule od. dgl. und Maschine zur Ausübung des Verfahrens
sowie nach diesem Verfahren hergestellte Kreuzspule

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wickeln einer Präzisionskreuzspule od. dgl., bei welcher die in einer Wicklungsschicht in regelmäßigen Abständen aufeinanderfolgenden, bei einem Hin- und Hergang des Fadens od. dgl. gebildeten Fadenschleifen eine oder mehrere Überkreuzungen aufweisen und ein radiales Loch in der Spule zum Abziehen derselben von innen heraus begrenzen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens sowie eine nach diesem Verfahren hergestellte Kreuzspule od. dgl.

Es ist ein Verfahren zum Aufwickeln von Fäden auf Bobinen bekannt, bei dem das Aufeinandersetzen der einzelnen Wicklungslagen kreuzweise derart ausgeführt wird, daß die fertiggewickelte Bobine gleichmäßig über ihre ganze Oberfläche verteilte radiale, durch die ganze Bobine hindurchgehende Durchlaßöffnungen aufweist. Eine nach diesem bekannten Verfahren hergestellte Spule besitzt aber nur eine geringe Festigkeit.

Von diesen bekannten Verfahren unterscheidet sich das Verfahren nach der Erfindung vorteilhaft dadurch, daß zur Bildung des Loches in jeder Wicklungsschicht ein über das Loch verlaufender und dessen Breite aufweisender Streifen von Fadenschleifen frei gelassen wird, indem der Faden außerhalb des Lochbereiches von einer die eine Seite des Loches begrenzenden zu einer parallelen, die gegenüberliegende Seite des Loches begrenzenden Fadenschleife übergeführt wird. Eine nach diesem Verfahren hergestellte Spule besitzt große Festigkeit, und ein Verknoten und Verdrehen des Materials wird vermieden, ohne daß es erforderlich ist, die Spule auf einer Haspel oder auf andere Art zu befestigen

Anmelder:

Walter P. Taylor,
New York, N.Y. (V.St.A.)

Vertreter: Dipl.-Chem. Dr. W. Koch,
Hamburg 4, Simon-von-Utrecht-Str. 43,
und Dr.-Ing. R. Glawe, München 27, Patentanwälte

Jack van Horn Whipple, New York, N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

Fadenführers während des Aufwickelns der Bobine sich verändert.

Von derartigen bekannten Vorrichtungen unterum sie bei der Entnahme des Materials zu 35 scheidet sich die Spulmaschine nach der Erfindung

drehen

Es sind außerdem Wickelkörper mit einem radialen Loch zum Abziehen der Fadenschleifen von innen heraus bekannt. Bei diesen bekannten Wickelkörpern wird das Loch nachträglich in dieselben gestoßen, so daß diese genügend locker gewickelt sein müssen und daher nur wenig Halt haben, wogegen bei der Spule nach der Erfindung das radiale Loch gleich bei der Herstellung gebildet wird und diese daher wesentlich fester gewickelt werden kann.

Diese bekannten Spulen werden mit einer Vorrichtung hergestellt, bei der das Aufwickeln der Fäden zu Spulen mittels eines Fadenführers erfolgt, dem durch eine axial verschiebbare Führungsstange eine hin- und hergehende Bewegung erteilt wird, während die Bobinen von einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung um ihre Achse in Umdrehung versetzt werden, wobei das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit an der Bobine zur Geschwindigkeit des hin- und hergehenden

mit einer Kupplung im Antrieb des Fadenführers vor allem vorteilhaft dadurch, daß die Kupplung aus einer Mitnehmerscheibe sowie gegebenenfalls einer Bremsscheibe besteht, die beide elektromagnetisch mittels Kurven und Schaltern derart steuerbar sind, daß die Geschwindigkeitsänderung bzw. Unterbrechung der Fadenführerbewegung jeweils bei derselben Winkelstellung der Spindel eintritt.

Die Spulmaschine nach der Erfindung kann aber auch eine Kupplung im Antrieb der Spulspindel besitzen, die aus einer Mitnehmerscheibe sowie gegebenenfalls einer Bremsscheibe besteht, die beide elektromagnetisch mittels Kurven und Schaltern derart steuerbar sind, daß die Geschwindigkeitsänderung bzw. Unterbrechung jeweils bei derselben Winkelstellung der Fadenführerantriebswelle eintritt.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kreuzspule hat eine nicht verschlossene axiale öffnung und ein radiales Loch, das beim Aufspulen

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gebildet wird. Sie kann umlaufende flache schraubenförmige Rillen aufweisen, deren Ausbildung jedoch in der später beschriebenen Weise weitgehend eingeschränkt werden kann.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kreuzspule besitzt eine axiale Öffnung, selbsttragende Wickelschichten und zwei- oder mehrteilige, mit gleicher oder entgegengesetzter Verdrehung gebildete Fadenschleifen und unterscheidet sich von den bekannten Ausführungsformen dadurch, daß in ihr radiale Löcher gemäß der Anzahl der Schnittpunkte der frei gelassenen Stieifen vorhanden sind.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung ist der von Fadenschleifen frei gelassene Streifen mindestens so breit wie der Querschnitt eines Fadens.

Mit besonderem Vorteil können die Fadenschleifen mehrerer aufeinderfolgender Schichten gegeneinander versetzt sein, wobei die Fadenüberkreuzungen jedoch in einem Winkelbereich von nicht mehr als 180° um die Spindelachse angeordnet sind.

Die Maschine zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt eine Spindel, die gedreht wird, um den Faden aufzuwickeln und einen Fadenführer, der entlang der Spindel hin- und herbewegt wird und so Lagen bildet, deren jede aus einer Reihe schraubenförmiger Windungen des Fadens auf der Spindel besteht. Die Bewegungen der Spindel und des Fadenführers sind etwas außer Phase, so daß die Kreuzungspunkte der Schraubenlinien jeder Lage in ihrem Winkelabstand zueinander verschoben um die Spule angeordnet sind. Diese Verschiebung wird als Voreilung bezeichnet und kann entweder positiv oder negativ sein, je nach den Geschwindigkeiten des Fadenführers und der Spindel. Wenn beispielsweise der Fadenführer ungefähr eine vollständige Hin- und Herbewegung macht, während die Spindel zwei Umdrehungen ausführt (im folgenden als »eine« Windung beezichnet, wobei die Zahl »Eins« das Verhältnis der Anzahl der Spindelumdrehungen zu der doppelten Anzahl der vollständigen Fadenführerschwingungen angibt), kann die Geschwindigkeit so eingestellt werden, daß bei je 60 Umdrehungen der Spindel der Fadenführer 29 vollständige Schwingungen (positive Voreilung) oder 31 vollständige Schwingungen (negative Voreilung) oder eine Anzahl Schwingungen einer gebrochenen Zahl um 30 ausführt. Die Winkelverschiebung beträgt dann zwischen aufeinanderfolgenden Kreuzungspunkten etwa 12°.

Gemäß der Erfindung wird die Voreilung in einem Punkt stark vergrößert, so daß der Winkelabstand zwischen den Kreuzungspunkten und der lineare Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Schraubenlinien ebenfalls erheblich größer ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die Geschwindigkeit der Spindel gegenüber der des Fadenführers wenigstens einmal während der Bildung jeder Lage verändert wird, was an der gleichen Stelle in aufeinanderfolgenden Lagen geschieht. Dies kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß die Bewegung eines der beiden Teile unterbrochen wird, während der andere sich weiterbewegt, oder dadurch, daß der eine Teil in bezug auf den anderen langsamer bewegt wird. Vorzugsweise wird beim Aufspulen mit positiver Voreilung der Fadenführer und beim Aufspulen mit negativer Voreilung die Spindel verlangsamt oder stillgesetzt.

Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung eine Steuervorrichtung vorgesehen, die synchron mit der Bewegung des Fadenführers und der Spindel gesteuert wird. Diese Vorrichtung wird vorzugsweise elektrisch betrieben und enthält Elektromagnete, die eine Kupp-

lung, die entweder die Spindel oder den Fadenführer mit der Antriebsvorrichtung verbindet, und eventuell eine Bremsvorrichtung betreiben. Ferner sind Schalter vorgesehen, welche wenigstens einmal bei jeder Spindelumdrehung bzw. bei jeder vollständigen Hin- und Herbewegung des Fadenführers geschlossen werden. Auf Grund der Tatsache, daß die Spindel und der Fadenführer außer der Phase sind, werden diese Schalter gleichzeitig einmal während jedes geschlossenen Vorgangs geschlossen, d. h. einmal bei der Ausbildung jeder Schicht, und zwar dann, wenn der Fadenführer und die Spindel einmal oder mehrmals in jeder Schicht dieselbe gegenseitige Stellung bei derselben Winkelstellung der Spindel haben. Die Schalter sind mit dem Elektromagnet in Reihe geschaltet, so daß die Bewegung in jeder Lage in demselben Punkt unterbrochen wird und durch den größeren Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Windungen schraubenförmige Vertiefungen entstehen. An der Stelle, an der sich diese Vertiefungen schneiden, entsteht ein radiales Loch.

Nach der Erfindung ist ferner eine Bremsvorrichtung vorgesehen, die mit der Kupplung zur sicheren Unterbrechung der Bewegung des ausgeschalteten Teiles, sobald die Kupplung ausgerückt ist, verbunden ist. Dies trägt dazu bei, daß ein Loch entsteht, das genauer begrenzt ist, als wenn die Bremsvorrichtung nicht verwendet wird, da eine Weiterbewegung des ausgeschalteten Teiles verhindert wird.

Nach der Erfindung ist ferner die Anwendung einer Vorrichtung zur Einstellung der Geschwindigkeit oder des Winkelabstandes vorgesehen, durch die die erforderliche Voreilung während der Ausbildung der Löcher oder der Vertiefungen gewährleistet wird.

Wenn während des Aufspulens aller Lagen die gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit aufrechterhalten wird, kommen die Vertiefungen übereinanderzuliegen, so daß sie wahrnehmbar sind. Dadurch erhält die Wicklung ein unschönes Aussehen. Auch kann der innere Halt der Wicklungen dadurch beeinträchtigt werden. Wenn die normale Geschwindigkeit der Spindel gegenüber dem Fadenführer nach einer Anzahl von Lagen verändert wird, kann das Zusammentreffen der Vertiefungen erheblich beschränkt werden. Wenn beispielsweise die ersten 20 Lagen mit »einer« Windung, die nächsten 20 mit »zwei« Windungen und die folgenden 20 mit »vier« Windungen gelegt werden, so erhält man eine Wicklung mit 60 Lagen, in der die Vertiefungen verhältnismäßig flach sind, während der innere Halt der Wicklung nicht wesentlich vermindert ist.

In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Maschine nach der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht der Maschine;

Fig. 2 ist eine Ansicht der Maschine von links entsprechend Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Maschine, bei der Teile fortgelassen sind;

Fig. 4 ist eine Teilansicht, bei der Teile der Kupplung und der Bremsvorrichtung im Schnitt dargestellt sind;

Fig. 5 ist ein Schnitt entsprechend der Linie 5-5 der Fig. 4;

Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Kurvenscheibenanordnung der Spindelwelle;

Fig. 7 ist eine Teilansicht der Spindel;

Fig. 8 ist eine Seitenansicht der Reguliervorrichtung;

Fig. 9 ist eine Vorderansicht des Hebels und der Scheibe dieser Vorrichtung;

Fig. 10 ist eine Ansicht einer daran befestigten Scheibe;

Fig. 11 ist ein Querschnitt durch einen Teil dieser Vorrichtung;

Fig. 12 ist eine Vorderansicht einer der Fadenführerexzenter in vergrößertem Maßstab;

Fig. 13 ist ein Schnitt nach der Linie 13-13 der Fig. 12;

Fig. 14 ist ein Schaltschema;

Fig. 15 und 16 sind perspektivische Ansichten zweier verschiedener auf der Maschine hergestellter Wickelkörper;

Fig. 17 und 18 sind Wicklungsschemen des Wickelkörpers der Fig. 15 bzw. 16;

Fig. 19 bis 21 sind Wicklungsschemen anderer Wickelkörper;

Fig. 22 ist eine Draufsicht auf den Wickelkörper der Fig. 21;

Fig. 23 ist eine erläuternde Skizze.

Die Maschine enthält einen Sockel 2, auf dem ein Getriebe 4 zur Regelung der Drehzahl angeordnet ist, das über eine Riemenscheibe 6 von einer beliebigen Energiequelle oder von Hand angetrieben wird. Das Getriebe 4 kann durch den Handgriff 8 verstellt werden. Die Abtriebswelle des Getriebes 4 trägt eine Riemenscheibe 12, die mittels eines Riemens 14 eine Riemenscheibe 16 treibt, die auf der in Lagern 20 liegenden Spindelwelle 18 befestigt ist.

Eine zweite Riemenscheibe 22 auf der Abtriebswelle des Getriebes 4 treibt mit Hilfe eines Riemens 24 eine Vorrichtung bekannter Art zum Verändern der Geschwindigkeit, beispielsweise eine Vorrichtung mit zwei konischen Rillen, die durch einen verschiebbaren Teil 26 getrennt sind, so daß zwei Riemenscheiben entstehen, bei denen der wirksame Radius der einen verringert wird, wenn der der anderen vergrößert wird. Die Lage des Teiles 26 wird durch ein Handrad 28 geregelt. Die zweite Rille treibt einen Riemen 30, der mit einer Riemenscheibe 32 im Eingriff steht und diese antreibt, die ihrerseits über ein Getriebe 34 eine Welle 36 bewegt.

Die Welle 36 bewegt mit Hilfe von Kegelrädern 38 die den Fadenführer antreibende Welle 40. Das andere Ende der Welle 40 ist mittels einer Lagerbüchse 42 in einer Muffe 44 einer Welle 46 gelagert, die in einem Lager 48 ruht (s. Fig. 4 und 5). Auf der Welle 4Q ist ein Kupplungsteil 50 befestigt, das auf der einen Seite mit Zähnen versehen ist, die in die gezahnte Seite einer längsverschiebbaren Mitnehmerscheibe 52 eingreifen können. Diese Mitnehmerscheibe ist von einem Ring 54 gehalten, der an der Außenseite der Muffe 44 gleitfähig mittels eines Keiles befestigt ist. Der Ring 54 hat eine ringförmige Nut 56, in die Stifte 58 eines gegabelten Hebels 60, der bei 62 schwenkbar gelagert ist, eingreifen. Das untere Ende dieses Hebels ist mit einer Stange 64 verbunden, die den Kern eines Solenoidpaares 66, 68 bildet.

Die andere Seite der Mitnehmerscheibe 52 ist gleichfalls mit Zähnen versehen, die in die entgegengesetzte Richtung weisen und mit den Zähnen einer' Bremsscheibe 70, die an dem Lager 48 befestigt ist, in Eingriff gebracht werden können. Der Zwischenraum zwischen den Kupplungsteilen 50 und 70 ist derart bemessen, daß die Bremszähne an den Kupplungsteilen 52 und 70 dann ineinandergreifen, wenn die Kupplungszähne an den Teilen 50 und 52 sich voneinander lösen.

Die Welle 46 trägt zwei Exzenter 72, 74 (Fig. 1). Nur der Exzenter 74 arbeitet, während der Exzenter 72 und die von ihm betriebenen Teile lediglich als

Gegengewichte vorgesehen sind. Jeder Exzenter liegt (s. Fig. 3) zwischen zwei Rollen 76 auf Schlitten 78, 80, die in einer Führung 82 gelagert sind und durch die Exzenter in entgegengesetzter Richtung hin- und herbewegt werden. Die Welle 46 erstreckt sich durch Schlitze in den Schlitten.

An dem Schlitten 80 ist ein Ring 83 angebracht, an dem bei 84 das untere Ende des Fadenführungshebels 86 schwenkbar angeordnet ist. Dieser Hebel ist mit ο einem Schlitz 88 versehen, in dem ein Zapfen 90 drehbar gelagert ist, der in einem senkrechten, in einem Führungsteil 94 ausgebildeten Schlitz 92 verstellbar angeordnet ist, wobei der Führungsteil 94 senkrecht von der Führung 82 nach oben ragt. Der Hebel 86 kann auf dem Zapfen 90 schaukeln, wobei senkrechte Verschiebungen des Schwerpunktes möglich sind, um den Ausschlag der Führungsrollen 96 zu verändern, zwischen denen der Faden zur Spindel läuft. Der Zapfen 90 trägt ebenfalls Führungsrollen 100, und die ο Maschine hat weitere Führungen 102, 104 für den Faden, der von einer Spule 106 oder einer Haspel abgewickelt wird.

Die Spindelwelle 18 hat ein mit einem Gewinde versehenes Ende 108, an dem eine Mutter 110 befestigt sein kann. Diese hält in bekannter Weise gegen einen Bund 112 eine diagonal geteilte Spindel 114 (s. Fig. 7), deren beide Teile durch Stifte 116, die sich in einem Teil befinden und in entsprechende Löcher in dem anderen Teil eingreifen oder auf andere Weise zusammengehalten werden.

Die Spindelwelle 18 trägt in der Nähe der Lager 20 eine Scheibe 118 (s. Fig. 1 und 6). Diese Scheibe hat zwei Kurvenstücke 120, 122, die durch in gebogenen Schlitzen 126 angeordnete Schrauben 124 in ihrem Winkel in bezug auf die Spindelwelle 18 verstellt werden können. Den Kurvenstücken gegenüber sind Rollen 128, 130 angeordnet, die, wenn sie durch die Kurvenstücke verschoben werden (Fig. 1 und 14), die Schalter 132, 134 schließen.

ο Der Exzenter 74 hat auf seiner Vorderseite ein Kurvenstück 136, das durch Schrauben 138 in Schlitzen in seinem Winkel verstellt werden kann. Dieses Kurvenstück hat bei der dargestellten Ausführungsform zwei Nocken 140, die miteinander einen Winkel von 180° bilden; jedoch kann einer von ihnen bei ganzzahligen Windungen weggelassen werden. Diese Nocken stehen mit einer Rolle 142 in Verbindung, welche, wenn sie nach rechts bewegt wird (Fig. 1 und 2), einen Schalter 144 schließt.

Die Spindelwelle 18 trägt ferner eine Scheibe 146 (Fig. 8 bis 11) aus Isoliermaterial, die auf einer Seite mit einem vorstehenden Ring 148 aus Weicheisen oder einem anderen magnetischen Material versehen ist. Das naheliegende Lager 20 trägt eine feststehende

; Scheibe 150, die dem Ring 148 gegenüberliegt und auf ihrer Vorderseite am unteren Ende einen Anschlag 152 sowie am oberen Ende einen Mikroschalter 154 aufweist. An der Vorderseite der Scheibe ist ein Hebel 156 drehbar eingesetzt, der ein Loch hat, in das

ι ein kleines Solenoid 158 gleitbar eingesetzt ist. Dieses Solenoid ist mit dem Radius des Ringes 148 um die Spindelwelle drehbar. Der Anschlag 152 und der Betätigungsknopf des Mikroschalters 154 liegen in der Bahn des Hebels 156.

Die Schalter 132, 134 und 144 sind in Reihe (Fig. 14) mit einer Stromquelle und mit einem Solenoid 160 geschaltet, so daß dieses nur Strom erhält, wenn alle drei Schalter geschlossen sind. Die beiden Kurvenstücke 120, 122 sind derart angeordnet, daß

ι es in einfacher Weise-möglich ist, die Zeit, während

der die Schalter 132,134 beide geschlossen sind, zu verändern. Dies wird dadurch erreicht, daß der Winkel, den die Kurvenstücke miteinander bilden, verändert wird. Wenn beispielsweise das Kurvenstück 122 im Uhrzeigersinn auf der Scheibe 118 aus der dargestellten Lage verschoben wird, erfaßt es die Rolle 130 gleich nachdem die Rolle 128 mit dem Kurvenstück 120 in Berührung gekommen ist, so daß beide Schalter eine längere Zeit geschlossen bleiben. Wenn keine Verstellung nötig ist oder wenn eine andere Ausführung vorgesehen ist, können eines der Kurvenstücke und einer der Schalter weggelassen werden.

Das Kupplungssolenoid 68 ist in einen Stromkreis parallel mit dem Antriebsmotor geschaltet, so daß es normalerweise immer Strom erhält, wenn ein Hauptschalter 162 geschlossen ist. Die Parallelschaltung enthält einen Schalter 164, der normalerweise dazu benötigt wird, um den Stromkreis, der das Solenoid 68 enthält, zu speisen, der jedoch betätigt wird, wenn das Solenoid 160 Strom erhalten soll, wobei diese Verbindung unterbrochen wird und eine Verbindung, die den Mikroschalter 154 und das Bremssolenoid 66 enthält, hergestellt wird. Das Bremssolenoid 66 betätigt und schließt auch einen Schalter 166, wodurch die Schalter 132,134 und 144 überbrückt werden und das Solenoid 158 Strom erhält. Die Schalter 170,172 können von Hand betätigt werden, entweder um den ganzen Stromkreis zu unterbrechen, um den das Loch bildenden Mechanismus außer Betrieb zu setzen (durch Öffnen des Schalters 172) oder um die Spindelschalter beim Einstellen der Maschine parallel zu schalten (durch Schließen des Schalters 170).

Die hier beschriebene Maschine arbeitet in der folgenden Weise:

Der Ausschlag des Fadenführungshebels 86 wird eingestellt durch Auf- oder Abwärtsbewegen des Zapfens 90 in dem Schlitz 92, bis die Bahn der Führungsrollen 96 der axialen Länge der zu wickelnden Spule entspricht. Der Faden wird über die Führungen 104,102,100 zu den Rollen 96 und dann zur Spindel geführt. Die Vorrichtung zum Ändern der Geschwindigkeit 26, 28 wird derart eingestellt, daß je bei einer bestimmten Anzahl von Spindelumdrehungen der Fadenführer eine Anzahl vollständiger Hin- und Herbewegungen macht, die nur wenig verschieden von einem ganzzahligen Vielfachen der halben Anzahl der Spindelumdrehungen ist.

In Fig. 19 ist ein Wicklungsschema einer Spule gezeigt, die mit »einer« Windung und einer positiven Voreilung hergestellt ist, wobei das Stillsetzen des Fadenführers zur Herstellung des Loches dient. In diesem Diagramm ist eine Lage dargestellt, die beispielsweise bei e¹ beginnt. Die Spindel bewegt sich in Richtung des Pfeiles, der Fadenführer von links nach rechts. Bei e- erreicht der Fadenführer das Ende seines Weges entlang der Spindel und geht nach links zurück, nach e³. Der Punkt Cⁱ ist derselbe wie e³; diese Windung endet bei e⁵. Der Fadenführer geht jetzt bei c⁶ nach rechts zurück, weiter nach e⁷ (und nach demselben Punkt e^a) und dann nach e⁹, wo die Bewegung nach links wieder einsetzt. In einem Punkt dieses Weges, z. B. in e¹⁰, wird die Bewegung des Fadenführers in der unten beschriebenen Weise während einer AOrher bestimmten Winkelbewegung der Spindel, die vorzugsweise ein ganzes Vielfaches der Winkelvoreilung beträgt, unterbrochen. Wenn dies der Fall ist, wird das Material im wesentlichen gerade um die sich weiterdrehende Spindel bis zu dem Punkt e¹¹ herumgelegt (in Fig. 19 senkrecht). In diesem Punkt kehrt der Fadenführer um, und das Mate-

rial läuft nach e¹², e¹³ (derselbe Punkt wie e¹²), e^u kehrt bei e¹⁵ um und läuft nach e¹⁶, e¹⁷ (derselbe Punkt wie e¹⁶), e¹⁸ und bei e¹⁹ dann zurück nach e²⁰. Der Rest der Lage wird dann ohne weitere Unterbrechung des Fadenführers zu Ende gewickelt, indem aufeinanderfolgende Windungen mit im wesentlichen gleichem Zwischenraum parallel zueinander gelegt werden.

Auf diese Weise entsteht eine Art Rille oder Vertiefung, die in Spiralen zweimal um die Spindel herumläuft. Diese Rille wird durch die Verbindungslinie der Punkte e⁸, e⁹, e¹⁰, e³, e⁴, e⁵, e⁶, e⁷ einerseits und durch die Verbindungslinie der Punkte e¹⁷, e¹⁸, e¹⁹, e¹¹, e¹², e¹³, e^u, e¹⁵, e¹⁶ andererseits begrenzt. Die beiden von dieser Rille gebildeten Spiralen schneiden sich bei e^h. Da der Querschnitt durch jede Rille nur das quer zur Rille verlaufende Material enthält, entsteht in diesem Schnittpunkt ein Loch.

Auf die Spindel werden dann weitere Lagen der gleichen Art gelegt oder, wenn dieses erwünscht ist, mit anderen Windungen gelegt. Natürlich überdecken sich die Löcher in einander folgenden Lagen wenigstens zu einem großen Teil, so daß die so hergestellte Spule ein radial gerichtetes Loch, das in das Spindelkernloch führt, enthält.

Zur Erklärung der Arbeitsweise der Maschine bei der Herstellung einer derartigen Spule wird davon ausgegangen, daß der Fadenführer normalerweise mit einer Geschwindigkeit arbeitet, bei der auf je 53 Spindelumdrehungen 26 Bewegungen in jeder Richtung kommen. Dabei wird nur einer der Nocken, z. B. 140, angewandt. Unter diesen Bedingungen werden die Schalter 132 und 134 bei jeder Spindelumdrehung und der Schalter 144 bei jeder vollständigen Hin- und Herbewegung des Fadenführers einmal geschlossen. Einmal bei je 53 Spindelumdrehungen sind die drei Schalter gleichzeitig geschlossen. Wenn dies der Fall ist, erhält das Solenoid 160 Strom, und es bewegt den Arm des Schalters 164 aus seiner normalen oberen Lage in seine untere Lage. Dadurch wird der Stromkreis des Kupplungssolenoids 68 unterbrochen und der Stromkreis des Bremssolenoids 66 geschlossen. Das Bremssolenoid schließt dann auch den Schalter 166, wodurch die Schalter 132, 134 und 144 überbrückt werden und dem Reglersolenoid 158 Strom zugeführt wird. Wenn die Kupplungsteile 50, 52 ausgerückt und die Bremsvorrichtung 52, 70 eingeschaltet wird, wird die Hin- und Herbewegung des Fadenführers beispielsweise bei e¹⁰ in Fig. 19 unterbrochen. Wegen der Trägheit des Systems ermöglicht der Nocken 140 das Öffnen des Schalters 144, ehe die Bewegung der Fadenführerwelle 46 aufhört, jedoch wurde der Schalter 166 geschlossen, so daß die Solenoide 66 und 160 unter Strom bleiben. Die Schalter 132,134 öffnen sich, während die Spindelwelle 18 sich weiterdreht, aber dieses öffnen ist aus dem gleichen Grunde unwirksam.

Wenn dem Solenoid 158 Strom zugeführt wird, so wird es von dem Ring 148, der sich mit der Spindelwelle 18 dreht, angezogen und bleibt an ihm haften. Der Hebel 156 wird dann im Uhrzeigersinne gedreht (Fig. 9), bis er gegen den unteren Teil des Mikroschalters 154 stößt, der in diesem Augenblick so eingestellt ist, daß er um etwa 45° vom Anschlag entfernt ist, und den beweglichen Kontakt dieses Schalters vom Bremssolenoid 66 zum Kupplungssolenoid 68 verschiebt. Da dabei das Bremsolenoid stromlos wird, öffnet sich wieder der Schalter 166, wobei das Solenoid 160 stromlos wird. Der Schalter 164 kehrt dann in seine normale Lage zurück und versorgt das Kupplungssolenoid 68 direkt mit Strom. Das Solenoid

158 wird ebenfalls stromlos, und der Hebel 156 fällt infolge seines Gewichtes bis zu dem Anschlag 152 zurück. Wenn der Kupplung auf die vorstehende Weise wieder Strom zugeführt wird und die Bremsvorrichtung ausgeschaltet wird (Punkte¹¹, Fig. 19), nimmt der Fadenführer seine Hin- und Herbewegung wieder auf, aber das Material wird jetzt in einen beträchtlichen Abstand von der vorhergehenden Windung aufgelegt, so daß eine Vertiefung, wie sie oben beschrieben wurde, entsteht.

Am Ende einer vollständigen Lage werden die Schalter 132, 134, 144 wieder gleichzeitig geschlossen, und der gleiche Vorgang wiederholt sich in der nächsten Schicht.

Fig. 15 zeigt eine Spule, die durch Stillsetzen der Spindel hergestellt wurde, während der Führer sich weiterbewegt, und Fig. 17 stellt das Wicklungsschema dieser Spule dar. Bei einer Maschine zur Herstellung einer solchen Spule sind der Nocken 140 und der Kupplungs- sowie der Bremsmechanismus 50, 52, 70 auf der Spindelwelle und die Kurvenstücke 120,122 und die Regelvorrichtungen 146, 156 auf der den Fadenführer bewegenden Welle angeordnet. Der Vorgang ist genau der gleiche, indem die Drehung der Spindel während einer bestimmten Zeit unterbrochen wird, die immer der gleichen Winkelbewegung der den Fadenführer bewegenden Welle und der gleichen linearen Verschiebung des Fadenführers entlang der Spindel entspricht. Die dargestellte Spule wird mit einem einzigen Nocken 140, mit negativer Voreilung und »einer« Windung hergestellt. Dabei wird davon ausgegangen, daß der Fadenführer sich normalerweise mit einer Geschwindigkeit bewegt, die 30 Hin- und Herbewegungen auf jeweils 59 Spindelumdrehungen entspricht. Die Spindel dreht sich in Richtung des Pfeiles (Fig. 17).

In einem Punkt a¹ beginnend, in dem der Fadenführer sich nach rechts bewegt, wird der Faden nach a² geführt, geht von a³ zurück nach a⁴, a⁵ (dasselbe wie a⁴) und a⁶. Er kehrt in a⁷ um, geht nach a⁸, a⁹ (dasselbe wie a⁸) und a¹⁰, kehrt in a¹¹ um und läuft nach a¹². In diesem Punkt wird die Drehung der Spindel unterbrochen, und der Fadenführer legt den Faden entlang der Spindel bis a¹³, wo die Spindeldrehung wieder einsetzt. Der Faden wird dann nach a^u, a¹⁵ (was das gleiche ist) und a¹⁶ geführt, geht in a¹⁷ nach a¹⁸, a¹⁹ (was das gleiche ist) und a²⁰ zurück und geht von a²¹ nach a²². Der Rest der Lage wird dann mit im wesentlichen gleichen Zwischenräumen hergestellt.

Dadurch entsteht eine Vertiefung, die durch die Linie a⁵, a⁶, a⁷, a⁸, a⁹, a¹⁰, a¹¹, a¹², a⁴ einerseits und durch eine zweite Linie a¹⁵, a¹⁶, a¹⁷, a¹⁸, a¹⁹, a²⁰, a²¹, a¹³, a¹⁴ andererseits begrenzt wird. Die Vertiefung bildet zwei .Spiralen um die Spule herum, die sich schneiden und das Loch a^h in Längsrichtung in der Mitte bilden. Der Fadenanfang a^e wird durch dieses Loch nach außen geführt.

Die Fig. 16 und 18 zeigen einen Wickelkörper od. dgl. und das Wicklungsschema einer Lage dieser Spule, die mit einer »halben« Windung und mit positiver Voreilung hergestellt worden ist. Es wurden dabei zwei Nocken auf der Spindelwelle verwendet. Beispielsweise von einem Punkt C¹ ausgehend bewegt sich der Fadenführer nach rechts, während die Spindel sich in Richtung des Pfeiles dreht. Der Fadenführer hat normalerweise eine Geschwindigkeit, die 25 Hin- und Herbewegungen auf 25V2 Umdrehungen der Spindel entspricht. Von c¹ geht die Windung nach c², kehrt ihre Richtung in c³ um und geht nach c⁴,

kehrt wieder um und läuft nach c⁵, c⁶ (was dasselbe wie c⁵ ist), c⁷ und kehrt bei c⁸ um. In c⁹ wird der Fadenführer stillgesetzt, und der Faden legt sich bis c¹⁰ gerade um die Spindel, wo die Bewegung des Fadenführers fortgesetzt wird. Diese Bewegung erfolgt bis c¹¹, geht nach c¹², c¹³ (was dasselbe wie c¹² ist) und C^li sowie von c¹⁵ nach c¹⁶ zurück. Die folgenden Windungen werden dann regelmäßig bis zum Punkt d¹ gelegt, indem der Fadenführer sich nach links bewegt. Die Windung geht nach d², wo sie nach d^s umkehrt, und wieder zurück nach d⁴, d⁵ (was dasselbe wie d⁴ ist) und d^e, wo sie wieder nach d⁷ zurückgeht. Dort wird die Bewegung des Fadenführers unterbrochen. Wieder wird der Faden gerade um die Spindel nach d⁸ geführt, wo die Bewegung des Fadenführers wieder einsetzt. Das Material wird jetzt nach d⁹ geführt, geht nach d¹⁰, dⁿ (was dasselbe wie d¹⁰ ist) und d¹² zurück, kehrt um nach d¹³ und noch einmal nach d^u.

Dadurch entstehen zwei Vertiefungen, die spiralig um die Spule herumlaufen. Eine dieser Vertiefungen wird durch die Linie c^B, C⁷ , c⁸, c⁹, Cⁱ, c⁵ und durch die Linie c^ls, c^u, c¹⁵, c¹⁰, c¹¹, c¹² begrenzt. Die andere Vertiefung wird einmal von der Linie a*⁵, a"⁶, d¹, d³, d⁴ und zum anderen von der Linie dⁿ, d¹², d⁸, d⁹, d^xo begrenzt. Da die Nocken 140 einen Winkel von 180° bilden, schneiden sich diese Vertiefungen zweimal im wesentlichen in der Mitte in bezug auf die Längsrichtung der Spule, wodurch zwei Löcher c^h entstehen. Das innere Ende c^e des Fadens wird durch eines dieser Löcher nach außen geführt, wie dies in Fig. 16 gezeigt ist.

Fig. 20 zeigt ein Wicklungsschema für eine »IV2«- Windung, bei der mit zwei Nocken 140 und positiver Voreilung gearbeitet wird. Es wird davon ausgegangen, daß der Fadenführer normalerweise eine Geschwindigkeit hat, bei der 72 Bewegungen des Fadenführers in jeder Richtung auf 217 Spindelumdrehungen kommen. Die Spindel bewegt sich in Richtung des Pfeiles. Vom Punkt f¹ ausgehend, in dem sich der Fadenführer nach links bewegt, wird der Faden nach /², f³ (dasselbe wie f²), /⁴ und f⁵ geführt, wo er umkehrt und nach f⁶, f⁷ (was dasselbe wie /⁶ ist) und /⁸ geht sowie bei f⁹ nach P, fⁿ (dasselbe wie f¹⁰) und Z¹² umkehrt. In diesem Punkt wird die Bewegung des Fadenführers unterbrochen und der Faden bis zum Punkt Z¹³, wo die Bewegung des Führers wieder einsetzt, gerade um die Spindel herumlegt. Der Faden wird dann nach /¹⁴, f¹⁵ (dasselbe wie f¹¹) und P geführt, geht von f¹⁷ nach f¹⁸, P (dasselbe wie f¹⁸) und P sowie von /²¹ nach f²², f^2S (dasselbe wie f²²) und dann nach f²ⁱ zurück. Die Windungen werden dann regelmäßig gelegt, bis der Faden beispielsweise den Punkt g¹ erreicht, in dem der Fadenführer sieb nach rechts bewegt. Der Faden wird dann nach g², g³ (dasselbe wie g²) und g⁴ gelegt sowie bei g⁵ nach g⁶, g⁷ (dasselbe wie g⁶) und g⁸ und bei g⁹ nach g¹⁰, g¹¹ (dasselbe wie g¹⁰) und g¹² zurückgeführt. In diesem Punkt wird die Bewegung des Fadenführers wieder unterbrochen und der Faden gerade um die Spindel nach If¹³ geführt, wo die Bewegung des Fadenführers wieder einsetzt. Dann wird der Faden nach g¹⁴, g¹⁵ (dasselbe wie g^u) und g¹⁶ weitergeführt sowie bei g¹⁷ nach g¹⁸, g^ia (dasselbe wie g¹⁸) und g²⁰ und bei g²¹ nach g²², g²³ (dasselbe wie g²²), g²ⁱ zurückgeführt. Der übrige Teil der Lage wird in der üblichen Weise hergestellt.

Die so hergestellte Lage hat zwei Vertiefungen; die eine wird auf der einen Seite durch die Linie f¹¹, f¹², f², f³, f*, f⁵, f⁶, f⁷, f⁸, f⁹, P und auf der anderen Seite

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Claims (1)

durch die Linie f23, P, p, fie, f17, fls, /19, /20, Z21j ^22 begrenzt. Die andere Vertiefung wird einerseits durch die Linie gu, g12, g2, g3, g\ gs, ge, g>, g», g9, gw und andererseits durch die Linie g23, g13, gu, g15, g16,S17 > g18, gls, g20, g'n, g— bestimmt. Diese Vertiefungen schneiden sich in einer Anzahl von Punkten, so daß mehrere Löcher entstehen. Vorzugsweise wird das innere Fadenende durch eines der Löcher fh in der Mitte der Spule nach außen geführt. Die Bedeutung der Regelvorrichtung ergibt sich insbesondere an Hand von Fig. 23. Es ist oft erwünscht, aufeinanderfolgende Lagen derart herzustellen, daß die Kreuzungspunkte jeder Lage zwischen den Kreuzungspunkten der nächsten Lage liegen, so daß die Windungen aufeinanderfolgender Schichten gegeneinander versetzt sind und so der Spule einen größeren Halt verleihen. Beispielsweise «•erden in Fig. 23 die Schichten 201 und 204 durch Windungen a, die Schichten 202 und 205 durch Windungen b und die Schichten 203 und 206 durch Windüngen c gebildet. Der Winkelabstand zwischen a und b, b und c sowie c und a beträgt ein Drittel desjenigen aufeinanderfolgender Windungen a. Dieses Verhältnis kann sich bei verschiedenen Spulen ändern. Eine derartige Spule wird erhalten, wenn die Maschine so eingestellt wird, daß (.r-l)v+(l-~>v=360°. wobei χ die Zahl der Kreuzungspunkte in jeder Lage (eine ganze Zahl), y die Voreilung in Grad und 2 das gewünschte Abstandsverhältnis zwischen den Kreuzungspunkten (oder Windungen) in aufeinanderfolgenden Schichten ist (ein Drittel in dem oben angegebenen Beispiel). Bei der Herstellung einer solchen Spule ist es wichtig, daß die Windungen b der Lagen 202 und 205 die Windungen a der Lagen 201 und 204 nicht überlagern oder in radialer Richtung damit in einer Linie liegen; ebenso sollen die Windungen c der Lagen 203 und 206 weder mit den Windungen a der Schichten 201 und 204 oder den Windutigen b der Schichten 202 und 205 in einer Linie liegen. Eine Spule mit einem radialen Loch kann mit Hilfe der Schalter 132,134,144 allein hergestellt werden, da diese, wenn sie geschlossen sind, die Kupplung ausrücken und die Bremse einschalten. Bei dieser Maschine würden die Schalter 132,134 links (Fig. 14) von dem Schalter 144 angeordnet sein, so daß, wenn alle drei Schalter geschlossen sind, der Schalter 166 nur den Schalter 144 schließt und parallel schaltet, wobei dann der Stromkreis geschlossen bleibt, bis einer der Schalter 132, 134 geöffnet wird. Wenn jedoch die Kreuzungspunkte und die Windungen in aufeinanderfolgenden Lagen so gelegt werden, wie dies in Fig. 23 dargestellt ist, ist dies unbefriedigend, weil die Bremswirkung zu verschiedenen Zeitpunkten während des Zeitraums, in dem die Schalter 132, 134 gleichzeitig geschlossen sind, einsetzen kann, nämlich dann, wenn der Schalter 144 sich schließt, dagegen immer zur gleichen Zeit aufhört, wenn der erste dieser beiden Schalter sich öffnet. Im Endeffekt würde sich also die Dauer der Bremswirkung ändern. Aber es ist verständlich, daß die Bremszeit ein ganzes Vielfaches der Voreilung betragen muß, wenn man exakt gelegte Windungen bei dieser Art von Spulen haben will, wenn also beispielsweise die Windung a der Lage 204 nach den beiden Bremsvorgängen, die die Löcher in den Schichten 202 und 203 bilden, genau über die Windung a der Lage 201 gelegt werden soll. Da die Regelvorrichtung bei jedem Vorgang die gleiche Winkelbewegung während des Bremsvorganges liefert, wird durch sie dieses Ziel erreicht. Ohne die Regelvorrichtung sind die durch die Maschine hergestellten Windungen weniger zusammenhängend, an einer Seite ausgebaucht; auch treten die Vertiefungen stärker hervor. Jedoch kann bei den Maschinen nach der Erfindung die Regelvorrichtung auch weggelassen werden. Mit derartigen Maschinen können Wicklungen mit radialen Löchern erzeugt werden, die für viele Zwecke ausreichen. Eine Wicklungsart, die mit oder ohne Regelvorrichtung hergestellt werden kann, ist in Fig. 22 dargestellt und ihr Windungsschema in Fig. 21. Bei dieser AVicklung liegen alle Kreuzungspunkte im wesentlichen in einer Hälfte der Wicklung (der unteren Hälfte in Fig. 22), und das LochZift ist zwischen den Schlingen der einer acht entsprechenden Windungen ausgebildet, wobei diese Schlingen in Ebenen liegen, die miteinander einen Winkel von nicht mehr als etwa 90° bilden. Das freie innere Ende he wird durch dieses Loch nach außen geführt. Das Wicklungsschema einer solchen Spule ist in Fig. 21 dargestellt. Die Spule ist mit positiver Voreilung hergestellt, wobei die Kreuzungspunkte jeder Lage in der Mitte zwischen denen der angrenzenden Lagen liegen. Die Windungen einer Lage sind mit ausgezogenen Linien angegeben und die einer anderen mit gestrichelten. In dem Punkt Zt0, h1 (dasselbe wie h°) beginnend, in dem der Fadenführer sich nach rechts bewegt, verläuft die erste Lage nach Zi2, hs (dasselbe wie h2), kehrt bei Iii um nach h5, Ii6 (dasselbe wie h5), bei Ji7 nach /j8, Zj9 (dasselbe wie h8), bei Zi10 nach Jili1 h12 (dasselbe wie h11), bei h13 nach hu, h15 (dasselbe wie Hii), bei Zi16 nach h17, h18 (dasselbe wie h17), bei hw nach Zi20, h21 (dasselbe wie Zi20), bei h22 nach Zi23, Zi24 (dasselbe wie Zi23), bei Zi23 nach Zi26, A27 (dasselbe wie Zi28), bei Zi28 nach h29, h30 (dasselbe wie h2S), bei h31 nach h32, h33 (dasselbe wie h32), bei h3i nach h35, h36 (dasselbe wie h35), bei Zi37 nach h38, h39 (dasselbe wie Zi38), bei Zi40 nach Zt41, Zi42 (dasselbe wie Jiil) und bei Zi4s nach Zi44, Zi45 (dasselbe wie Iiii). In Punkt A46 wird die Bewegung des Fadenführers unterbrochen, während sich die Spindel weiterdreht und das Material nach Zi47 (k1) führt, wo die zweite Schicht beginnt. Die Bewegung des Fadenführers wird dann fortgesetzt, und es wird eine zweite Schicht gebildet, die in entsprechender Weise durch die Punkte Zs2 bis ki7 bezeichnet ist. Im Punkt kiS wird die Bewegung des Fadenführers wieder unterbrochen, und die Spindel dreht sich weiter und führt das Material nach &49. In diesem Punkt wird die Bewegung des Fadenführers wiederaufgenommen und eine dritte Lage entsprechend der Lage Zi0 bis hi7 gebildet, dann folgt eine weitere Lage k1 bis Ze49, usw. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Wickeln einer Präzisionskreuzspule od. dgl., bei welcher die in einer Wicklungsschicht in regelmäßigen Abständen aufeinanderfolgenden, bei einem Hin- und Hergang des Fadens od. dgl. gebildeten Fadenschleifen eine oder mehrere Überkreuzungen aufweisen und ein radiales Loch in der Spule zum Abziehen derselben von innen heraus begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Loches in jeder Wicklungsschicht ein über das Loch verlaufender und dessen Breite aufweisender Streifen von Fadenschleifen frei gelassen wird, indem der