DE1816517A1 - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von ein- oder mehrdraehtigen elektrischen oder sonstigen Zwecken dienenden Wicklungen,hauptsaechlich von Widerstandswicklungen - Google Patents

Description

ill .i.'.i ^:ί'^νί=3;';°ίί 1 Berlin 33, den 18. Dezember 1968

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VERFAHREN UKD EINRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON EIN- ODER MEHRDRÄHTIGEN ELEKTRISCHEN ODER SONSTIGEN ZWECKEN DIENENDEN WICKLUNGEN, HAUPTSACHLICH VON WIDERSTANDSWICKLUNGEN

Die Erfindung betrifft el kl Verfahren und Hinrichtung zur Herstellung von ein- oder mehrdrähtigen elektrischen oder eonatigen Zwecken dienenden Wicklungen, hauptsächlich von Widerstandewicklungen·

Bekanntlich besteht auf zahlreichen Gebieten der Technik das Problem« an einem endlichen, inbezug zu seinem Querschnitt eine beliebige relative Länge besitzenden Trägermaterial eine Wicklung mit bestimmter Steigung zu verfertigen, mit Hilfe ei nes solchen Konatsmktionselementea irgendeine gegebene Entfernt. 908840/0921 148/5

nung, eine Verschiebung wiederholt zu messen, aufzuteilen, zu empfinden, event, die aus zwei Teilen bestehenden, sog. diplizierten Elemente entweder in der ursprünglichen Form oder den einen oder anderen Bentandteil desselben je separat zu verwenden.

Dieses Problem vertritt z.B. der in der Elektrotechnik besnnders in der Meßtechnik und auf dem Fachgebiet der Automatik verwendete, auf einen isolierten Träger aufgewickelte Präzisionöstabwiderstand» bzw. der Potentiometer der auf einem sehr weiten Gebiet angewendet wird und in Zukunft noch Anwendung finden kann.

Nach der bekannten grundzügigen Ausführungsform von solchen Stabwiderständen bzw. Potentiometern wird auf einen, ein geeignetes Profil besitzenden., allgemein auf einen isolierten

™ Metalldraht, dem sog. Träger, νυη allgemein Kreisquerschnitt ein Widerstand3draht aufgewickelt, so daß zwischen den Windungsgängen desselben kein Windungsschluß, weiters zwischen den Windungen und dem isolierten Träger kein Körperschluß entsteht. Der auf diese Weise hergestellte, eine endliche Länge besitzende bewickelte Körper bildet einen Stabwiderstand, bzw. mit entsprechenden Abnehmerkontakten ergänzt, einen Stabpotentione ter, bei dem der Wert de3 Widerstandes zwischen den Endpunkten regelbar ist. Wegen ihrer, eine große Präzision bedingenden Verwendung, , besteht bei solchen Potentiometern - neben den grundzügigen eelektrischen und mechanischen Eigenschaften - eine Bedingung erster Ordnung, nämlich die Ermöglichung einer maximalen Linear!-

h tat bzw. eines Auflösungsvermögens. Dieses Ziel sucht man bei den bisherigen Verfahren mittels immer genaueren Vorschub sichernden komplizierten Spezialmaschinen, durch eine genaue Einstellung der Fadenspannung, des Wickeldrahtes und durch sonstige Vorbereitungen des Materiales und der Oberfläche zu erreichen. Die hauptsächlichen Nachteile dieser Verfahren liegen darin, daß die Länge der mittels derselben herstellbaren Wickelkörper stark begrenzt ist, die Werkstücke einzeln und abschnittweise hergestellt werden, so daß demzufolge die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der einzelnen Stüoke sich im Laufe der Produktion ändert und die Herstellung überdies auch kostspielig ist.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist gemäß der Erfindung außer daß mit demselben die obigen Nachteile behoben werden können dazu geeignet, z.B* bei Stabwiderständen, Stabpo-

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tentiometern die maximal erreichbare Linearität und das Auflösungsvermögen zu beliebigen Längen - bei beliebigen Trägerdurchmessern und* Wick eldrahtdurchinessern - zu sichern. Dies Bezieht sich natürlich auch auf die, aus den, mit dem neuen Verfahren hergestellten Elementen, in (sonstiger geometrischer Anordnung arbeitenden bogenförmigen, eingängigen Doppelspiralen, den 39g. Helikalen usw. hergestellten Widerständen und Potentiometern.

Das erfindungsgemäße Verfahren und Einrichtung zum. Realisieren derselben werden nachstehend durch ein Auaführungebeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ein- oder mehrdrähtigen, für elektrische oder sonstige Zwecke dienenden Wicklungen. Das Wesen des Verfahrens liegt darin, daß ein, zweckmäßig einen Kreiaquerschnitt besitzender Träger, zwischen ortsfest verbleibenden wickelnden Klemmelementen, durch gleichfalls ortsfeste Klemmelemente gedreht wird, deren Klemmkraft größer ist, als die Klemmkraft der Wickelklemma, so daß der, eine beliebige Länge besitzende Träger, zwischen beiden Elementen hindurchgehend, mit dem, zwischen den wickelnden Klemmelementen und dem Träger eingeführten - mit dem Anfang des Trägers fixierten Wickeldraht (bzw. Wickeldrähten) entlang seiner Achse praktisch fortlaufend bewickelt wird.

Einrichtung zur Durchfüiliung des Verfahrens ist derart hergestellt, daß ein zu bewickelnden Stab drehendes Klemmelement und ein, inbezug zu diesem entsprechend vorgesehenes Wickel-Klemmelement besitzt. Die Neuheit der Einrichtung liegt darin» daß sowohl das den Träger drehende Klemmelement, als auch aas, den Wickeldraht (die Wickeldrähte) zum Träger pressende, wickelnde Klemmelement ortsfest verbleiben, ihre Lage inbezug zu einander fixiert ist und daß die Klemmkraft des drehenden Klemmelementes größer isti als die Klemmkraft des wickelnden Klemmelementea.

Auf einen inbezug zu seinem Querschnitt beliebig langen Träger von Kreisquerschnitt wird eine, mit geschlossenen Windungen gebildete Wicklung praktisch derart aufgebracht, daß dieselbe unter Benutzung de3 an und für sich bekannten Klerambacken-Preßelement-Wicklungs-Prinzips durch die ala Beispiel in Flg. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Bifriktionsvorrichtung zweckmäßiger Anordnung von an einem Ort 1 rotierenden (drehenden) unäan einem Ort 1 stehenden (bremsenden) zweckmäßig angeordneten reibenden und pressenden Elementen der Wickeldraht 4 auf den

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Träger 1 in der Reihe feat nebeneinander aufgewickelt wird.

, Die mit geschlossenen Windungen gebildete Wicklung wird ao hergestellt, daß der eine gerade M» besitzende Träger 1 vom Kreisquerachnitt oder irgendeinem anderen Profil, mit den drehenden Klemmelementen 2 um seine eigene Ach* zwischen den klemmenden Wickelelementen 3 gedreht wird, so daß sie dabei den zum Träger mechanisch, z.B. mit einer Schlinge fixierten Wickeldraht 4 zwischen den Klemmelementen 3 auf die Mantelfläche des Trägere 1 aufwickeln. Da die drehenden und wickelnden Kleramelemente derart angeordnet sind, daß sie sich inbezug zu einander (in der Richtung der Aehft des Trägers) nicht verateilen können, muß sich der bewickelte Träger 1 teilweise infolge des in der Wickelklemme 3 auftretenden zunehmenden Durchmessers und der wegen der Bildung der Windungsgänge erfolgenden Drahteinführung auftretenden gemeinsamen (Zug-) Wirkung, in axialer Richtung verschieben. Diese 8-xiale Verschiebung des Trägersl ist immer gesichert, da die Drehung desselben durch Friktionsklemmelemente bewirkt wird, zwischen denen der Träger sowohl betreffend der Änderung seiner Winkelgeschwindigkeit, als auch betreffend der axialen Verstellbarkeit eine gewisse Freiheit hat.

Eine Bedingung der richtigen Tätigkeit liegt im Falle von gleichen Friktionsbedingungen darin, daß die den Träger drehende Kraft P^ etwas größer zu sein hat als die wickelnde Kraft Pg, wobei diese Kräfte durch die Regelung der Klemmkräfte einstellbar sind. In diesem Fall wird sich der inbezug &u dem drehenden Klemmelement 2 mit Gleitung (sllpp) drehende Träger 1 zwischen den Klemmelementen 3, mit dem Widerstandsdraht bewickelt, wobei sich derselbe während dem Vorgang als retierender Körper auch in axialer Richtung verschiebt, so daß als Folge hievon die enge Wicklung des Trägers, von Windungsgang zu Windungsgang an einer beliebigen Länge sich kontinuierlich wiederholt und der mit einer geschlossenen Wicklung versehene Körper.5 sich zwischen den Klemmelementen 3 bewegend, fortlaufend entfernt. Danach ist es möglich den bewickelten Körper durch die Flachdrtickung auf Stücke gewünschter Länge zu schneiden.

Mit dieser beispielsweisen Konstruktion wird die abweichungsfreie, sog. dislokationslose kontinuierliche Wicklung dadurch gesioherti daß sowohl der Antrieb, das Drehen des Trägers l_t als auch das, an dem Wicklungsabschnitt erfolgende Bremsen durch diet miteinander in Koppelung stehenden Friktionsele-

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raente gesichert iatj wobei zwischen derselben die Koppelung gerade den au bewickeln gewünschten Träger 1 eine, ohn^ bleibende Formänderung an der ganzen Länge deB Trägers gleichmäßig entlanglaufende geringe Torsionabeanapruchung sichert;.

Mit dem erfindung3gemäßen Verfahren kann nicht nur eine raonofilare, sondern auch eine bifilare oder pol.yfilare Bewicklung derart hergestellt werden, daß gleichzeitig zwei oder mehrere von einander unabhängige Wicklungsdrb'.hte 4 über das Klemmelement geführt und auf den Träger 1 aufgebracht werden. Auf diese Weise kanu man zwei oder mehrere, von einander unabhängige Widerstandswicklungen an denselben Träger herstellen, mit deren weiterer· Formung oder ohne einer solchen, durch die Verwendung von zweckmäßig ausgebildeten Kontakten solche Potentiometer erzeugt werden können, bei denen der selbstständige elektrische Anschluß und die Ableitung der Gleitkontakte vermieden werden kann, bzw. überflüssig ist. Dabei sind die einzelnen Widerstände mit großer Genauigkeit gleichlaufend, ausgebildet, besitzen äquipotentiale Punkte ugw. und vereinfachen daher den Aufbau von zahlreichen Stromkreisen.

■ Die weitere Verformung dee nach dem neuen Verfahren erzeugten bewickelten Körpers, z.B. die Vergrößerung der Windung—· Steigung des Wicklungsdrahtes (r" ?r Wicklungsdrähte) für die Verwendung von Wid era t and spot ent ioine tern oder zu sonstigen Zwecken, kann ζ.Br mit an und für sich bekannten Walzvorgängen nach Fig. vorgenommen werden. In diesem Fall kann von den Mitnehmerwalzen der Walzvorrichtung durch eine entsprechende Wahl des Zylinder mantels, durch die Einstellung des Walzenabstandes und der Drahteinführung, der bewickelte Körper 5 durch fortwährendes Walzen zu einer axialen Streckung gezwungen werden, wobei an der Oberfläche des gestreckten Trägers 1 die einzelnen Drahtwindungen 4 in die Oberflächenschicht desselben eingedrückt, von einander entfernt werden. Auf diese Weise kann z.B. der in Fig. 4 dargestellte gewalzte bewickelte Körper 7 hergestellt werden, ohne dad, zwischen dem Metallkern des, im Falle eines, mit einer Isolierschicht bedeckten Trägers, und dem Bewicklungsdraht ein Körperschlufl auftreten würde. So kann man durch fortlaufendes Walzen, »wischen dtn einzelnen Gängen Luftspalten, Windungslücken herateilen eowi· solohe bewickelte Profilkörper in beliebiger Länge produzieren, dit sich zur Herateilung von aublinearen Stabwiderstand·»! Stabpotentiometern von großer Präzision und mit

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weiterer Formung auoh von Doppelspiralen eignen.

Das Wicklungaverfahren gemäß der Erfindung sichert die Bedingung von weiterer Formgebung dadurch, daß sich die benachbarten Drahtwindungen in beliebiger Länge gleichmäßig und eng nebeneinander am Träger anordnen. Zufolge dieser gegenseitigen, abstützenden Fixierung werden bei einem beliebigen Profil und Abstandausbildung diese Eigenschaften auch nach weiteren mechanischen Verformungen, sowohl betreffend der Fixierung der Wickeldrähte, als auch des Querschnitts ungeändert verbleiben und diese an der Oberfläche in vorzüglicher Weise noch erhöht werden, wobei eine mehrfache Formgebung durchgeführt wurde, ohne daß die wesentlichen elementaren maßlichen und Genauigkeitswerte eine Änderung erfahren würden.

Ein weiterer Vorteil des gewalzten, beispielsweise ein Blattprofil aufweisenden Körpers liegt darin, daß derselbe ohne der Gefahr einer Auflösung (eines Zerfallene) beliebig aufgeteilt werden kann, wodurch die Anwendungsmöglichkeit des Produktes weiter erstreckt wird.

Aus der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Einrichtung folgt, daß es außer der hochstabilen Stabwiderständen und den aus diesen herstellbaren Potentiometern, z.B. auch für elektrische Netziuchbildungen, für Trimmerkondensatoren, weiters durch Trennung bzw. Entfernung des Trägers für hohle Wicklungen, Heizspiralen, für Zug- und Druckfedern, für Rippensta.be usw. verwendbar ist.

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Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von ein- oder mehrdrähtigen, für elektrische oder uonstige Zwecke dienenden Wicklungen, dadurch gekennzeichnet , daß ein, zweckmäßig einen Kreisqueraehnitt besitzender Träger, zwischen ortsfest verbleibenden wickelnden Klemme!eraenten, durch gleichfalls orstfeete Klemmelemente gedreht wird, deren Klemmkraft größer ist, als die Klemmkraft der V/i ekel klemme, so daß der, eine beliebige Länge besitzende Träger, zwischen beiden Elementen hindurchgehend* mit dein, zwischen den wickelnden Kletnmelementen und dem Träger eingeführten - mit dem Anfang des Trägers fixierten Wickeldraht (bzw. Wickeldrähten) entlang seiner Ad» praktisch fortlaufend bewickelt wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1», die ein, den zu bewickelnden Stab drehendes Klemmelement und ein, inbezug su diesem entsprechend vorgesehenes V/ickel-Klemmelement besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das den Träger (l) drehende Klemmelement (2), als auch das, den Wickeldraht (die Wickeldrähte) (4) zum Träger pressende, wickelnde Klemmelement (3) ortsfest verbleiben, ihre Lage inbezug zu einander fixiert ist und daß die Klemmkraft (P^) des drehenden Klemmeleraentes größer ist» als die Klejjrokraft

des wickelnden Klemmelementes, m\

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