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Die Erfindung betrifft eine Ringkern-Wickelvorrichtung mit einer Ringkernhalterung und einer magazinlosen Drahtführung. Unter Schutz gestellt werden und Gegenstand des Gebrauchsmusters sind dabei, entsprechend den Vorschriften des Gebrauchsmustergesetzes, Vorrichtungen wie in den beigefügten Schutzansprüchen definiert. Soweit nachfolgend in der Beschreibung gegebenenfalls auf Verfahren Bezug genommen wird, dienen diese Bezugnahmen lediglich der beispielhaften Erläuterung der in den beigefügten Schutzansprüchen unter Schutz gestellten Vorrichtung oder Vorrichtungen.
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Eine Ringkernspulen-Wickelvorrichtung mit einer Ringkernhalterung und einem durch die Ringkernöffnung geführten ringförmigen Magazin mit zur Drahtführung und Drahtmagazinierung dienenden Elementen ist beispielsweise aus der
DE 101 53 896 A1 bekannt. Nachteilig wirkt sich bei dieser bekannten Vorrichtung aus, dass das ringförmige Magazin zum Magazinieren und Bewickeln durch den Ringkern geführt werden muss und somit Ringkerne mit kleinem Durchmesser oder Rohrkerne, durch die das Magazin wegen der räumlichen Erfordernisse des Magazins nicht geführt werden kann, nicht bewickelt werden können.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wickelvorrichtung zu schaffen, die ein direktes Bewickeln von Ringkernen mit sehr kleinem Ringkerninnendurchmesser sowie von Rohrkernen ermöglicht. Insbesondere soll die Vorrichtung mit geringen Lärmemissionen betrieben werden können. Zusätzlich soll die Vorrichtung einfach und robust aufgebaut und kostengünstig herstellbar sein.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum magazinlosen Bewickeln von Ringkernen mit einer Ringkernhalterung und im Wesentlichen in einer Drahtführungsebene angeordneten zur Drahtführung und Drahtmagazinierung dienenden Elementen vor, wobei die einen zu bewickelnden Ringkern antreibende Ringkernhalterung und die zur Drahtführung und Drahtmagazinierung dienenden Elementen vorzugsweise senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Die zur Drahtführung und Drahtmagazinierung dienenden Elemente umfassen weiterhin eine erste Transportrolle und eine zweite Transportrolle, die relativ zur Ringkernhalterung so angeordnet sind, dass ein in der Drahtführungsebene auf den Transportrollen zu magazinierender und zu wickelnder Draht zwischen erster und zweiter Transportrolle durch den Ringkern führbar ist, einen zur zweiten Transportrolle benachbart angeordneten Drahtauswerfer und einen Drahtstraffer. Der Drahtauswerfer ist im Betrieb so eingerichtet, eine Schlaufe des zu wickelnden Drahtes nach Durchlaufen des Ringkerns aus der Drahtführungsebene seitlich neben die zweite Transportrolle zu verrücken. Dadurch wird erreicht, dass die Drahtschlaufe von der zweiten Transportrolle herunterfällt bzw. an dieser vorbeigeführt wird und in der Folge in den Drahtstraffer läuft. Der Drahtstraffer ist so eingerichtet, die Drahtschlaufe zunächst zu straffen und dann zum weiteren Bewickeln wieder frei zu geben. Der Drahtstraffer umfasst einen einen Spalt bildenden vorgespannten Keil, der an zumindest zwei proximalen Enden von exzentrisch rotierbaren Wellen relativ zu einem Gehäuse beweglich gelagert ist. Der Drahtstraffer ist derart eingerichtet, dass im Betrieb die Drahtschlaufe in den Spalt läuft, sich im Spalt strafft und bei Erreichen einer vorbestimmten Zugkraft auf dem Draht den Keil durch eine Rotation der exzentrisch rotierbaren Wellen verlagert und den Spalt derart vergrößert, dass sich die Drahtschlaufe durch den Spalt zieht.
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Weiterhin wird ein Verfahren zum magazinlosen Bewickeln von Ringkernen mit einem Draht mit Hilfe einer Wickelvorrichtung vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst dabei die folgende Schritte: Führen eines vorzugsweise aus einem einstückigen Draht bestehenden rotierenden Drahtbandes über die erste Transportrolle durch den in der Ringkernhalterung im Wesentlichen senkrecht zum Drahtband rotierenden Ringkern, weiter über die zweite Transportrolle und wieder zur ersten Transportrolle in der Drahtführungsebene, Bilden einer Schlaufe des Drahtes vom Drahtband neben der ersten Transportrolle, Durchlaufen des Ringkerns und Verrücken der Drahtschlaufe aus der Drahtführungsebene neben die zweite Transportrolle durch den Drahtauswerfer, Straffen der Drahtschlaufe im Drahtstraffer und Freigeben der Drahtschlaufe durch den Drahtstraffer.
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Die Bevorratung des Wickeldrahtes erfolgt damit erfindungsgemäß ohne herkömmliches Magazin, indem der Draht direkt auf die Transportrollen magaziniert wird. Dadurch kann auf ein geschlossenes Magazin zur Führung und Bevorratung des Wickeldrahtes verzichtet werden. Da somit nur der zu wickelnde Draht und kein Magazin o.ä. durch den Ringkern geführt werden muss, können auch Ringkerne mit geringem Innendurchmesser oder Rohrkerne bewickelt werden. Die zur Straffung und Freigabe des Drahts im Betrieb erforderliche translatorische Bewegung des Keils ist durch die Lagerung des Keils an zumindest zwei exzentrisch rotierbaren Wellen besser steuer- und kontrollierbar. In anderen Worten wird durch die Lagerung des Keils gemäß der vorliegenden Erfindung eine übersetzende Wirkung erzielt. Dadurch ist eine genauere Bewegung des Keils möglich und eine durch den Keil verursachte Lärmemission kann verringert werden.
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Im Vergleich zu herkömmlichen Ringkern(spulen)-Wickelvorrichtung mit durch die Ringkernöffnung geführten ringförmigen Magazin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach aufgebaut, da auf das ringförmige Magazin verzichtet werden kann. Zudem kann die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit geringen Lärmemissionen betrieben werden. Durch den relativ einfachen Aufbau ist die Vorrichtung ebenfalls robust und kostengünstig herzustellen. Das Verfahren erlaubt damit ein automatisches Bewickeln auch von Ringkernen mit geringem Innendurchmesser oder Rohrkernen oder anderen Kerngeometrien, die mit herkömmlichen Wickelvorrichtungen mit Magazin nicht bewickelbar sind.
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Gemäß einem Aspekt weisen die zur Drahtführung und Drahtmagazinierung dienenden Elemente weiterhin zumindest eine Hilfsrolle auf. Zumindest eine der Transport- oder Hilfsrollen ist als Antriebs- bzw. Zugrolle ausgeführt. Die Antriebs- oder Zugrolle treibt den aufmagazinierten Draht als sogenanntes Drahtband an, so dass er über die erste Transortrolle durch den Ringkern und weiter über die zweite Transportrolle rotiert. Der Antrieb sorgt dabei weiter für die Straffung des Drahtes im Drahtstraffer, indem auch die Drahtschlaufe mit rotiert und bei jeder Umdrehung der Draht gestrafft und anschließend wieder frei gegeben wird. Weitere Hilfsrollen führen den Draht auf dem Weg von der zweiten zur ersten Transportrolle in bevorzugter Weise auf einer halbkreisförmigen Bahn, so dass eine ausreichend große Menge Draht aufmagazinierbar ist und eine besonders gute Schlaufenbildung ermöglicht wird. Die Transport- oder Hilfsrollen sind dabei so eingerichtet, dass im Betrieb beim Magazinieren der Draht ein geschlossenes Drahtband bildet, das durch den Ringkern hindurchführbar ist.
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Geschlossenes Drahtband bedeutet dabei, dass bei Magazinieren ein zu wickelnder Draht bevorzugter Weise in mehreren nebeneinander liegenden Drahtwindungen auf den Rollen aufgewickelt wird.
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Das Drahtband wird gemäß einem Aspekt aus einem Drahtvorrat auf die Rollen der Vorrichtung magaziniert, indem beispielsweise ein Draht vorbestimmter Länge auf die Rollen aufgewickelt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird dann zu Beginn des eigentlichen Wickelns auf den Ringkern ein Ende des als Drahtband magazinierten und durch den Ringkern geführten Drahtes fixiert, so dass ein Wickeln des Drahtes um den Ringkern erfolgen kann.
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Gemäß einem weiteren Aspekt ist der Drahtauswerfer als rotierendes Mittel ausgebildet und so angeordnet, dass im Betrieb das zumindest eine rotierende Mittel eine Drahtschlaufe aus dem Drahtband erfasst, den Draht verrückt und damit die Drahtschlaufe sicher und einfach auswirft. Die Drahtschlaufe fällt beim Auswerfen von der zweiten Transportrolle. Darüber hinaus wird ein erneutes Einfädeln auf das zweite Transportrad verhindert. Die Drahtschlaufe läuft dann weiter in den Drahtstraffer. Das rotierende Mittel ist gemäß einer Ausführungsform ein Rad mit zumindest einem Mitnehmer oder ein Stern- oder Zahnrad oder ein rotierender Zahnriemen oder eine rotierende Kette mit zumindest einem Außen laufenden Nocken oder Haken. Während des Betriebes ist der Drahtauswerfer mit der Vorrichtung vorteilhafterweise so synchronisiert, dass einer der vorzugsweise mehreren rotierenden Mitnehmer, Zähne, Nocken oder Haken bei jedem Drahtbandumlauf eine - und zwar die nächste auf dem Drahtband ausgehend von der Drahtschlaufe - Drahtschlaufe erfasst und so verrückt, dass diese Drahtschlaufe von der zweiten Transportrolle fällt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Vorrichtung weiterhin zumindest ein Drahtführungsmittel, das so eingerichtet ist, dass es im Betrieb den vom Drahtstraffer wieder frei gegebenen Draht an der oberen Transportrolle vorbeiführt, so dass sich erneut die Drahtschlaufe ausbildet und der Draht nicht wieder auf das erste Transportrad einfädelt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Vorrichtung weiterhin zumindest ein Drahtführungsblech parallel zur Drahtführungsebene, das die obere Transportrolle zumindest teilweise überdeckt und damit sicher verhindert, dass Drahtschlaufe wieder auf das erste Transportrad einfädelt und somit die Drahtschlaufe erneut sicher ausbildet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung ferner eine Rückstellfeder, wobei die Rückstellfeder dazu eingerichtet ist, den Keil durch eine Rotation der exzentrisch rotierbaren Wellen in seine ursprüngliche Position (nachfolgend auch erste Position genannt) zu verlagern und den Spalt derart zu verkleinern, dass die Drahtschlaufe in den Spalt läuft.
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Der Drahtstraffer ist dabei so eingerichtet und angeordnet, dass im Betrieb die Drahtschlaufe nach Durchlaufen des Ringkerns in den Spalt läuft und dabei zunächst im Spalt geführt wird und in Drahtrichtung den Spalt durchläuft. Der keilförmige Spalt wird durch die Rückstellfeder vorgespannt und ist dabei im vorgespannten Zustand an seiner schmälsten Stelle so klein, dass ein Durchrutschen der Drahtschlaufe in radialer Richtung zunächst verhindert wird, indem in diesem Zustand der Spalt an der schmälsten Stelle kleiner als der Drahtdurchmesser ist. Dadurch läuft die Drahtschlaufe weiter in Drahtrichtung durch den Spalt und wird gestrafft. Dabei zieht sich die Drahtschlaufe weiter um den Ringkern zusammen, so dass eine weitere Windung entsteht. Durch das Zusammenziehen der Drahtschlaufe wird die radiale Zugkraft des Drahtes in Richtung der Keilspitze des Spalts zunehmend größer. Der Keil wird dadurch zunehmend vorgespannt, indem sich die Kraft, die entgegen der von der Rückstellfeder ausgeübten Rückstellkraft wirkt, zunehmend größer wird. Bei ausreichend großer Zugkraft wird der Keil entgegen der Vorspannung der Rückstellfeder ausrückt und dadurch wird der Spalt vergrößert. Aufgrund der Lagerung des Keils an den zumindest zwei exzentrisch rotierbaren Wellen wird der Keil dabei nicht geradlinig, sondern entlang einer vorbestimmten Kreisbahn in eine zweite Position ausgerückt. Dadurch ist der Anteil der Bewegung, der zur Vergrößerung des Spalts erforderlich ist, besser steuer- und kontrollierbar. Die Drahtschlaufe fällt oder rutscht somit bei ausreichend großer Zugkraft in radialer Richtung durch den Spaltboden und verlässt damit den Drahtstraffer bzw. wird von diesem freigegeben. Die Drahtschlaufe wird dabei durch den fortlaufenden Anrieb des rotierenden Drahtbandes weitergezogen. Mit Hilfe der Rückstellfeder wird der Keil anschließend von der zweiten Position zurück in die erste Position bewegt. Aufgrund der übersetzenden Wirkung der Lagerung des Keils an den zumindest zwei exzentrisch rotierbaren Wellen wird die Stoßenergie beim Auftreffen des Keils gegen das Gehäuse bei der Zurückbewegung in die erste Position reduziert und die dadurch emittierten Geräusche vermindert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung ferner eine Dämpfmatte, wobei die Dämpfmatte zwischen dem Keil und dem Gehäuse angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, Stöße zwischen dem Keil und dem Gehäuse zu dämpfen.
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Nachdem der Keil zum Freigeben des Drahtes in die zweite Position ausgelenkt wurde, wird er durch die von der Rückstellfeder aufgebrachte Kraft in die erste Position zurückbewegt. Dabei trifft der Keil an einem Kontaktbereich des Gehäuses auf, der eine weitere Bewegung des Keils in eine Bewegungsrichtung blockiert und den Keil in der ersten Position hält. Durch das Vorsehen einer Dämpfmatte zwischen dem Keil und dem Kontaktbereich des Gehäuses, an dem der Keil auf das Gehäuse auftrifft, werden insbesondere Geräusche reduziert, die beim Auftreffen des Keils auf das Gehäuse entstehen und die Vorrichtung kann mit geringeren Geräuschemissionen betrieben werden. Die dämpfende Wirkung der Dämpfmatte reduziert zudem die Bauteilbelastung und erhöht die Lebensdauer des Drahtstraffers.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung ferner zumindest einen Dämpfer, wobei der Dämpfer über einen Hebel mit zumindest einem distalen Ende von einer der exzentrisch rotierbaren Wellen verbunden ist und dazu eingerichtet ist, eine durch die Verlagerung des Keils verursachte Rotation der exzentrisch rotierbaren Wellen zu dämpfen.
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Die Verlagerung des Keils zur Freigabe des Drahtes geht einher mit einer Rotation der exzentrisch rotierbaren Wellen. Der Dämpfer ist über den Hebel mit dem distalen Ende von einer der exzentrisch rotierbaren Wellen verbunden. Die rotatorische Bewegung der Wellen kann dadurch von dem Dämpfer gedämpft werden. Aufgrund der Lagerung des Keils an den proximalen Enden der exzentrisch rotierbaren Wellen wird dadurch ebenfalls die Bewegung des Keils im Betrieb gedämpft. Dadurch ermöglicht der Dämpfer ebenfalls eine Reduktion der Geräuschemissionen im Betrieb. Zudem wird dadurch die Bauteilbelastung verringert, indem die Stoßenergie beim Auftreffen des Keils gegen das Gehäuse oder die Dämpfmatte reduziert wird, wodurch sich ebenfalls die Lebensdauer des Drahtstraffers erhöht. Es können auch mehrere Dämpfer an mehreren distalen Enden der exzentrisch rotierbaren Wellen vorgesehen sein. Außerdem kann der Dämpfer eine dämpfende Wirkung in beide Bewegungsrichtungen des Keils oder lediglich in eine Bewegungsrichtung des Keils aufweisen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 und 2 rudimentäre schematische Darstellungen von Ausführungsformen der Ringkern-Wickelvorrichtung aus verschiedenen Perspektiven, bei der u.a. die Ringkernhalterung, der Drahtauswerfer und der Drahtstraffer zur Vereinfachung nicht gezeigt sind;
- 3 bis 5 rudimentäre schematische Darstellungen von Ausführungsformen der Ringkern-Wickelvorrichtung aus verschiedenen Perspektiven, bei der u.a. die Ringkernhalterung und der Drahtstraffer zur Vereinfachung nicht gezeigt sind;
- 6 bis 8 rudimentäre schematische Darstellungen von Ausführungsformen der Ringkern-Wickelvorrichtung aus verschiedenen Perspektiven, bei der u.a. die Ringkernhalterung und der Drahtauswerfer zur Vereinfachung nicht gezeigt sind;
- 9 und 10 rudimentäre schematische Darstellungen von Ausführungsformen der Ringkern-Wickelvorrichtung aus verschiedenen Perspektiven, bei der u.a. die Ringkernhalterung und der Drahtauswerfer zur Vereinfachung nicht gezeigt sind.
- 11 eine rudimentäre schematische Ansicht des Drahtstraffers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 12a eine rudimentäre Vorderansicht des erfindungsgemäßen Drahtstraffers in einer ersten Position und 12b eine rudimentäre Vorderansicht des erfindungsgemäßen Drahtstraffers in einer zweiten Position; und
- 13a eine rudimentäre Hinteransicht des erfindungsgemäßen Drahtstraffers in einer ersten Position und 13b eine rudimentäre Hinteransicht des erfindungsgemäßen Drahtstraffers in einer zweiten Position.
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Die Ringkern-Wickelvorrichtung 100 nach den 1 bis 4 weist eine Ringkernhalterung (nicht dargestellt) auf, in der der zu bewickelnde Ringkern 110 gehalten und beim Bewickeln rotiert wird. Die Ringkernhalterung ist gemäß einer Ausführungsform durch drei Andruckrollen ausgebildet, die jeweils im Abstand von 120° zueinander um den Ringkern angeordnet sind und von außen gegen den Ringkern drücken und ihn damit in der gewünschten Position halten. Zumindest eine der Andruckrollen treibt gleichzeitig den Ringkern an und versetzt ihn somit in die gewünschte Rotation, um die Windungen der Wicklung im gewünschten Abstand auf dem Ringkern aufzubringen.
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Anstatt eines Magazins verfügt die Vorrichtung über in der Drahtführungsebene angeordnete zur Drahtführung und Drahtmagazinierung dienende Elemente, insbesondere über die erste und zweite Transportrolle 120, 130 und, falls vorhanden, weitere Hilfsrollen 140, 150, 160, 170, zusammen allgemein als Drahtführungsrollen bezeichnet, die jeweils auf zueinander parallelen Rotationsachsen angeordnet sind. 1 zeigt dabei eine Ausführung mit Hilfsrollen, 2 eine Ausführungsform ohne Hilfsrollen. Die Rotationsachse des Ringkerns liegt bevorzugt im Wesentlichen in der Drahtführungsebene, so dass die Rotationsachsen des Ringkerns und der Drahtführungsrollen vorzugsweise senkrecht zueinander ausgerichtet sind.
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Gemäß der in Figuren dargestellten Ausführungsformen ist die erste Transportrolle als obere Transportrolle 120 ausgeführt und oberhalb der Ringkernhalterung 110 angeordnet. Die zweite Transportrolle ist entsprechend als untere Transportrolle 130 so angeordnet, dass der von der oberen zur unteren Transportrolle geführte Draht 200 den in der Ringkernhalterung befindlichen zu bewickelnden Ringkern durchläuft.
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Nachdem die Vorrichtung über kein Magazin zur Drahtführung und Drahtmagazinierung verfügt, wird gemäß einer Ausführungsform zunächst ein Seil so über die Drahtführungsrollen sowie durch den Ringkern geführt, wie anschließend der Draht als Drahtband in die Vorrichtung einschließlich Ringkern magaziniert werden soll. Das Seil wird dann als geschlossene Schlaufe beispielsweise entsprechend verknotet oder anderweitig geschlossen und mit dem (Wickel-)Drahtanfang verknüpft. Alternativ und abhängig von der verwenden Drahtstärke kann der Wickeldrahtanfang auch direkt über die Drahtführungsrollen und durch den Ringkern geführt und dann bei Erreichen des Ausgangspunktes geschlossen werden. Der Wickeldraht wird dabei beispielsweise von einer Vorratsrolle (nicht dargestellt) abgezogen und dann durch Antrieb zumindest einer der Drahtführungsrollen - die zumindest eine Antriebs- oder Zugrolle - in die Vorrichtung auf die Drahtführungsrollen magaziniert. Dabei wird dann ein ausreichend langes Stück Draht in Form mehrerer umlaufender Windungen in die Vorrichtung geladen. Der Wickeldraht ist fertig aufmagaziniert, wenn das ausreichend lange Stück Draht auf den Drahtführungsrollen aufgewickelt wurde. Der Draht bildet dabei ein aus mehreren Windungen bestehendes Drahtband 210, wie dies bspw. in 2 dargestellt ist. Die einzelnen Windungen liegen dabei bevorzugt nebeneinander auf den Drahtführungsrollen. Das Drahtband bildet damit eine magazinartige Drahtbevorratung auf dem aus den Drahtführungsrollen gebildeten Rollensystem, ohne das es eines herkömmlichen Magazins bedarf. Die 1 und 2 zeigen, wie das Drahtband fertig aufmagaziniert ist.
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Anschließend kann das Bewickeln des Ringkerns beginnen. Hierzu wird zunächst ein freies Ende 220 des Drahtes fixiert, wie dies in 1 angedeutet ist. Zweckmäßigerweise wird das eine freie Ende des Drahtes an einem geeigneten Fixpunkt der Vorrichtung, wie beispielsweise an der Ringkernhalterung befestigt oder kann auch von Maschinenführer während des Wickelns gehalten werden.
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Zum eigentlichen Bewickeln des Ringkerns mit dem Draht wird dann das Drahtband von der Antriebs- oder Zugrolle 160 angetrieben und so in Rotation versetzt, dass das Drahtband über die erste Transportrolle durch den Ringkern zur zweiten Transportrolle und dann weiter über ggf. die Hilfsrollen wieder zur ersten Transportrolle läuft, wie dies bspw. in 3 gezeigt ist. Eine Windung des Drahtbandes wird dann zunächst von der zweiten Transportrolle geworfen und bildet eine Drahtschlaufe zum Bewickeln des Ringkerns.
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Hierzu ist der Drahtauswerfer 300 zweckmäßigerweise unterhalb des Ringkerns 110 und in der Nähe der unteren Transportrolle 130, wie in den 3-5 gezeigt, so angeordnet und im Betrieb so eingerichtet, das der Abschnitt 230 der zur Schlaufe werdende Windung des zu wickelnden Drahtes nach Durchlaufen des Ringkerns aus der Drahtführungsebene seitlich so verrückt wird, dass die Drahtschlaufe von der zweiten Drahtrolle fällt bzw. nicht über die zweite Transportrolle sondern in den Drahtstraffer läuft.
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Der Drahtauswerfer ist gemäß einer Ausführungsform als Sternrad oder Rad mit zumindest einem Mitnehmer 310 ausgeführt, wobei das Rad so rotiert, dass ein Zahn des Sternrads bzw. ein Mitnehmer den Abschnitt 230 der zur Schlaufe werdende Windung des zu wickelnden Drahtes erfasst und aus der Drahtführungsebene seitlich verrückt. Alternative Drahtauswerfer umfassen rotierender Riemen oder Ketten mit zumindest einem außen laufenden Mitnehmer, Nocken, Haken oder ähnlich. 5 zeigt einen Ausschnitt der Vorrichtung aus einer Perspektive in die in 3 eingezeichneten Ebene A-A'. 4 zeigt einen Ausschnitt der Vorrichtung ähnlich zu 2, jedoch mit dem Drahtauswerfer 300.
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Die Drahtschlaufe läuft dann nicht mehr über die zweite Transportrolle, wie in den 3 bis 5 gezeigt, sondern weiter in den Drahtstraffer, dessen Funktionsweise dann weiter mit Bezug auf die 6 bis 8 erläutert wird. Der Drahtstraffer 400 strafft zunächst die Drahtschlaufe und gibt sie dann frei. Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Drahtstraffer einen spaltbildenden vorgespannten Keil 410. Dieser Keil bildet mit einer gegenüberliegenden im Wesentlichen parallel zur Drahtführungsebene angeordneten Fläche 430 der Vorrichtung einen Spalt 440, in den der Drahtabschnitt 240 läuft. Dadurch, dass der Drahtstraffer relativ zum rotierenden Drahtband und damit auch zur Drahtschlaufe feststeht und das Drahtband 210 weiter auf den Rollen rotiert, strafft sich die Drahtschlaufe als neue Windung um den Ringkern und die Drahtschlaufe zieht sich zusammen. Das Zusammenziehen der Drahtschlaufe bewirkt eine radiale Kraft auf dem Draht u.a. gegen die Keilspitze im Spalt. Der Keil oder die gegenüberliegende Fläche ist gemäß einer Ausführungsform vorgespannt, beispielsweise durch eine Feder 420, und so gelagert, dass der Keil 420 und die gegenüberliegende Fläche 430 per Federkraft gegeneinandergedrückt und einen quasi geschlossenen Spalt 440 bzw. so einen Spalt bilden, bei dem die schmalere Seite des Spalts kleiner als der Drahtdurchmesser ist, so dass der Draht in Drahtrichtung durch den Spalt läuft bzw. geführt wird, aber in radialer Richtung nicht durch den Spalt rutscht. Bei Einwirkung einer ausreichend großen Kraft (größer als die resultierende Federkraft) durch den im Spalt befindlichen Draht 240 auf den Keil und die gegenüberliegende Fläche in Richtung Keilspitze (entspricht der schmalen Seite des Spalts), bewegen sich der Keil und die gegenüberliegende Fläche so weit auseinander, dass der Spalt sich weitet oder öffnet und den Draht in radialer Richtung durch den Spaltboden bzw. die schmale Seite des Spalts rutschen lässt. Die Federkraft wird dabei so gewählt, dass die Drahtschlaufe zunächst gestrafft, also so weit wie für den Wickelvorgang nötig zusammengezogen wird, der Draht aber nicht reißt. Bei Erreichen der vorbestimmten Zugkraft auf dem Draht wird dann also die Drahtschlaufe durch den sich öffnenden oder weitenden Spalt gezogen. Die Abstimmung der Öffnung des Spaltes in Abhängigkeit der Zugkraft auf dem Draht, dem Drahtdurchmesser, etc. erfolgt zweckmäßigerweise durch die Einstellung der Federkraft (Pfeil 450) und die Wahl der Steilheit des Keils, also des Winkels zwischen Keil und gegenüberliegender Fläche. 6 ist dabei wiederrum, wie bereits die 1 und 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung. 7 ist eine Ansicht ähnlich wie die in den 2 und 4, wobei in 7 die Sichtebene hinter dem Ringkern liegt und somit nicht den Ringkern, aber die Hilfsrollen 140, 150, 160, 170 sowie den Drahtstraffer 400 zeigt (Pfeil B). 8 zeigt einen Ausschnitt aus 6 von oben um den Drahtstraffer 400 (Pfeil C).
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Nach der Straffung und anschließender Freigabe der Drahtschlaufe durch den Drahtstraffer gleitet die Drahtschlaufe, gemäß einer in den 9 und 10 gezeigten Ausführungsform geführt von zumindest einem Drahtführungsmittel, an der oberen Transportrolle 120 vorbei. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Drahtführungsmittel zumindest ein Drahtführungsblech 500 parallel zur Drahtführungsebene, welches die obere Transportrolle und ggf. die Hilfsrollen zumindest teilweise überdeckt. Gezeigt wird die Bewegung der frei gelassenen Drahtschlaufe nach deren Freigabe durch den Drahtstraffer im zeitlichen Verlauf durch die gestrichelt dargestellten Drahtabschnitte 250, 260, 270, 280. Dadurch fädelt die Drahtschlaufe nicht wieder auf der oberen Transportrolle ein, sondern bildet eine so genannte lockere Phase, insbesondere in der Position des Drahtabschnitts 280, in deren weiterem Verlauf und nach Durchlaufen des Ringkerns das Wickeln des Drahtes durch erneutes Auswerfen bzw. Verrückens der Drahtschlaufe durch den Drahtauswerfer wie oben beschreiben fortgesetzt wird. Dieser Vorgang widerholt sich so lange, bis die gewünschte Anzahl von Drahtwindungen auf dem Ringkern aufgebracht ist.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Drahtstraffer 400' wie in den 11 - 13b ausgestaltet sein, dessen Aufbau und Funktionsweise im Folgenden näher beschrieben wird.
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Wie in der 11 dargestellt ist, umfasst der Drahtstraffer 400' einen Keil 410'. Der Keil 410' bildet mit einer gegenüberliegenden im Wesentlichen parallel zur Drahtführungsebene angeordneten Fläche 430' der Vorrichtung einen Spalt 440', in den der Drahtabschnitt läuft. Dadurch, dass der Drahtstraffer 400' relativ zum rotierenden Drahtband und damit auch zur Drahtschlaufe feststeht und das Drahtband weiter auf den Rollen rotiert, strafft sich die Drahtschlaufe als neue Windung um den Ringkern und die Drahtschlaufe zieht sich zusammen. Das Zusammenziehen der Drahtschlaufe bewirkt eine radiale Kraft auf dem Draht u.a. gegen die Keilspitze im Spalt 440'. Der Keil 410'ist gemäß einer Ausführungsform vorgespannt, beispielsweise durch eine Feder 420', und so gelagert, dass der Keil 410' und die gegenüberliegende Fläche 430' per Federkraft gegeneinandergedrückt und einen quasi geschlossenen Spalt bzw. so einen Spalt bilden, bei dem die schmalere Seite des Spalts 440' kleiner als der Drahtdurchmesser ist, so dass der Draht in Drahtrichtung durch den Spalt 440' läuft bzw. geführt wird, aber in radialer Richtung nicht durch den Spalt 440' rutscht. Wie in der 12a dargestellt ist, ist der Keil 410' an jeweils einem proximalen Ende 461' von zwei exzentrisch rotierbaren Wellen 460' drehbeweglich gelagert und die Wellen 460' sind relativ zu einem Gehäuse 470' drehbeweglich gelagert. Der Keil befindet sich in der 12a in einer ersten Position.
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Bei Einwirkung einer ausreichend großen Kraft (größer als die resultierende Federkraft 450') durch den im Spalt 440' befindlichen Draht 240 auf den Keil 410' und die gegenüberliegende Fläche 430' in Richtung Keilspitze (entspricht der schmalen Seite des Spalts), bewegen sich der Keil 410' und die gegenüberliegende Fläche 430' so weit auseinander, dass der Spalt 440' sich weitet oder öffnet und den Draht in radialer Richtung durch den Spaltboden bzw. die schmale Seite des Spalts 440' rutschen lässt. Diese zweite Position des Keils 410' ist in der 12b dargestellt.
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Aufgrund der Lagerung des Keils 410' an den proximalen Enden 461' der zwei exzentrisch rotierbaren Wellen 460' wird der Keil 410' jedoch nicht geradlinig (wie beispielsweise in den 7 und 8 dargestellt ist), sondern entlang einer vorbestimmten Kreisbahn ausgerückt. Der Radius dieser Kreisbahn entspricht dabei dem Abstand zwischen der Drehachse zwischen dem Keil 410' und dem proximalen Ende 461' und der Drehachse zwischen einem distalen Ende der Welle 460' und dem Gehäuse 470'. Aufgrund der Lagerung des Keils 410' an zumindest zwei Lagerpunkten kippt der Keil 410' während der Verlagerung nicht, sondern bewegt sich rein translatorisch entlang der vorbestimmten Kreisbahn. Die Verlagerung des Keils 410' weist daher zwischen der ersten und der zweiten Position sowohl eine horizontale Komponente, als auch eine vertikale Komponente auf. Die horizontale Komponente der Bewegung des Keils 410', die zur Vergrößerung des Spalts 440' erforderlich ist, ist dadurch besser steuer- und kontrollierbar.
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Zur Erzielung eines optimalen Ergebnisses beim Bewickeln wird die Federkraft 450' so gewählt, dass die Drahtschlaufe zunächst gestrafft, also so weit wie für den Wickelvorgang nötig zusammengezogen wird, der Draht aber nicht reißt. Bei Erreichen der vorbestimmten Zugkraft auf dem Draht wird dann also die Drahtschlaufe durch den sich öffnenden oder weitenden Spalt 440' gezogen. Die Abstimmung der Öffnung des Spalts 440' in Abhängigkeit der Zugkraft auf dem Draht, dem Drahtdurchmesser, etc. erfolgt zweckmäßigerweise durch die Einstellung der Federkraft (Pfeil 450') und die Wahl der Steilheit des Keils 410', also des Winkels zwischen Keil 410' und gegenüberliegender Fläche 430'.
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Nachdem die Drahtschlaufe durch den Spalt 440' gezogen wurde, bewirkt die Federkraft 450' eine Verlagerung des Keils 410' von der zweiten Position zurück in die erste Position. Der Keil 410' wird dabei wiederum nicht geradlinig, sondern entlang der vorbestimmten Kreisbahn verlagert. Diese Verlagerung wird durch ein Auftreffen des Keils gegen eine Dämpfmatte 480' an dem Gehäuse 470' gestoppt, so dass sich der Keil 410' wieder in der ersten Position befindet.
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Gemäß der in den 12a und 12b gezeigten Ausführungsform umfasst der Drahtstraffer 400' ferner eine Dämpfmatte 480'. Die Dämpfmatte 480' zwischen dem Keil 410' und dem Gehäuse 470' angeordnet. Wenn der Keil 410' während des Wickelvorganges aufgrund der Federkraft 450' von der zweiten Position in die erste Position verlagert wird, dämpft die Dämpfmatte 480' das Auftreffen des Keils 410' gegen das Gehäuse 470'. Dadurch werden insbesondere Geräusche reduziert, die beim Auftreffen des Keils 410' auf das Gehäuse 470' entstehen und die Vorrichtung kann mit geringeren Geräuschemissionen betrieben werden. Die dämpfende Wirkung der Dämpfmatte 480' reduziert zudem die Bauteilbelastung und erhöht die Lebensdauer des Drahtstraffers 400'.
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Gemäß der in den 13a und 13b gezeigten Ausführungsform umfasst der Drahtstraffer 400' ferner einen Dämpfer 490'. In den 13a und 13b ist der Dämpfer 490' an einem feststehenden Bereich des Gehäuses 470' verbunden. Es sei jedoch angemerkt, dass der Dämpfer 490' nicht notwendigerweise am Gehäuse 470' befestigt sein muss, sondern auch an einem anderen feststehenden Bereich der Vorrichtung befestigt sein kann. An dem anderen Ende ist der Dämpfer 490' mit einem Hebel 491' drehbeweglich verbunden, der wiederum fest mit dem distalen Ende 462' von einer der Wellen 460' verbunden ist. Es sei angemerkt, dass der Hebel 491' auch am distalen Ende der unteren Welle in der 13a befestigt sein kann oder beispielsweise über eine Kopplungsmechanik mit beiden Wellen verbunden sein kann.
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Durch den oben anhand der 12a und 12b beschriebenen Bewegungsablauf des Keils 410' zwischen der ersten und zweiten Position werden die exzentrisch rotierbaren Wellen 460' rotatorisch bewegt. Da der Hebel 491' fest mit dem distalen Ende 462' der Welle 460' verbunden ist, wird der Hebel 491' durch die Bewegung des Keils 410' ebenfalls rotatorisch bewegt. In der 13a ist dabei der Zustand dargestellt, in dem sich der Keil 410' in der ersten Position befindet. Wenn der Keil 410' nun zur Freigabe des Drahtes 240' in die zweite Position verlagert wird, rotieren die Wellen 460' und übertragen diese Bewegung über die feste Verbindung auf den Hebel 491'. Der Zustand, in dem sich der Keil 410' in der zweiten Position befindet, ist in der 13b dargestellt. Aufgrund der Verbindung des Hebels 491' mit dem Dämpfer 490' wird rotatorische Bewegung des Hebels 491' in eine lineare Stauchung oder Streckung des Dämpfers 490' umgewandelt und somit gedämpft. Die Dämpfung der rotatorischen Bewegung der Wellen 460' führt ebenfalls zu einer Dämpfung der Bewegung des Keils 410' bei der Verlagerung zwischen der ersten Position und der zweiten Position. Zudem wird dadurch die Bauteilbelastung verringert, indem die Stoßenergie beim Auftreffen des Keils 410'gegen die Dämpfmatte 480' reduziert wird, wodurch die Geräuschemissionen im Betrieb reduziert werden und sich ebenfalls die Lebensdauer des Drahtstraffers 400' erhöht. Hierbei sind verschiedene Arten von Dämpfern einsetzbar, beispielsweise hydraulische Dämpfer oder Reibungsdämpfer. Es sei angemerkt, dass auch mehrere Dämpfer an mehreren distalen Enden der exzentrisch rotierbaren Wellen vorgesehen sein können. Ebenfalls sei angemerkt, dass der Dämpfer 490' gemäß einer Ausführungsform einerseits die Verlagerung des Keils 410' in beide Richtungen, d.h. von der ersten in die zweite Position und von der zweiten in die erste Position, dämpfen kann. Andererseits kann der Dämpfer 490' gemäß einer anderen Ausführungsform lediglich die Bewegung des Keils 410' in einer Richtung dämpfen. Wird dabei die Verlagerung des Keils 410' von der zweiten Position in die erste Position gewählt, kann der Dämpfer 490' die durch den Aufprall des Keils 410' gegen das Gehäuse 470' oder die Dämpfmatte 480' verursachten Geräusche weiter verringern.
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Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren zum Bewickeln wie folgt zusammengefasst werden. Der Ringkern wird in der Ringkernhalterung geführt. Der Wickeldraht wird durch den Ringkern in ein so genanntes Drahtband auf die Drahtführung, die senkrecht zum Ringkern ausgerichtet ist, magaziniert. Ein Drahtende wird fixiert. Eine Drahtschlaufe aus dem Drahtband wird in so genannter lockerer Phase mit Hilfe des Drahtauswerfers, wie beispielsweise einem Sternrad, Abwurfrad oder sonstigem Abwurfmittel, aus der Drahtführung geworfen. Der Draht wird weiter im Drahtstraffer gestrafft und dabei gleichzeitig auf dem Ringkern festgezogen. Die vom Drahtstraffer frei gegebene Drahtschlaufe wird an der Drahtführung vorbei wieder in die lockere Phase überführt und die nächste Wicklung einer Windung beginnt.
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Im Sinne der Erfindung schließt der Begriff Ringkern auch Rohrkerne oder Kerne mit besonderer Öffnungsgeometrie ein und betrifft insbesondere solche Ringkerne mit kleinem Innendurchmesser oder Kerne mit verwinkelter Öffnungsgeometrie sowie Rohrkerne, die gemäß ihrer Dimensionierung nicht mit herkömmlichen Ringkernspulen-Wickelvorrichtung bewickelt werden können, da das Magazin aufgrund des für das Magazin erforderlichen Raumes nicht durch die Ringkernöffnung geführt werden kann. Die hier beschriebenen Ausführungsformen eignen sich jedoch ebenfalls zum Bewickeln von sonstigen Ringkernen oder Kernen mit sonstiger Öffnung und auch solchen mit größeren Innendurchmessern und erlauben ein einfaches und komfortables Bewickeln.
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Im Sinne der Erfindung schließt der Begriff Draht bzw. Wickeldraht auch sämtlichen sonstigen Materialien ein, mit denen sinnvoller Weise Ringkerne oder ähnliche Gegenstände erfindungsgemäß zu bewickeln sind.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Abwandlungen ergeben sich für den Fachmann aus den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen und werden von ihm als zur Erfindung gehörig verstanden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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