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VORRIOHTUNG ZUR PRIMÄRWENDELUNG VON GLÜHFADEN AUF KERNDRAHT Dle Erfindung
bezieht sich auf das Gebiet der Elektrotechnik, gensuer auf die Herstellung von
Leuchtkörpern, insbesondere auf eine Vorrichtung zur Primärwendelung von Glühfaden
auf kerndraht.
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Bekannt ist eine Vorrichtung zur Primärwendelung von Glühfaden auf
Kerndraht, die eine Spule mit dem auf sie aufgewickelten Woiframdraht, die ihrerseits
fest auf einer Hohlspindel befestigt wird, und die die genannte Spule umfassende
Ummantelung enthält /USA-Patent Nr. 3393017/. Diese Ummantelung dient zur Begrenzung
der Schleifengröße auf dem zu wendelden Draht, die unter Einwirkung von Fliehkräften
bel Drehung der Spule entsteht.
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Dabei sichern die zur Bildung der Schleife führenden Fliehkräfte ihr
Spannen, das fur Realisierung des Prozesses der Wendelung erforderlich ist.
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Infolge der Instabilität des Spannens des Wolframdrahtes
verändern
sich jedoch im Punkt seines Abrollens von der Spule /Festkeilen zwischen Windungen,
Berühren der Spulenbürsten und anderes mehr/ die Fcrm und die Lage gegenüber der
Düse der erwähnten Drahtschleife zwischen der genannten Ummantelung und dem Kerndraht,
was zur Beeinträchtigung des Wendsischrittes führt.
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Beim Ingangsetzen der Vorrichtung kann sich der Wolframdraht auf dle
ausragenden Teile der Spule, dar Hohlspindel und der Düse aufwiokeln, was zu seinem
Abreißen führt. In dieser Vorrichtung werden außerdem keine Elemente vorgesehen,
die es srmöglichen, die Erhitzung des zu wendelnden Wolframdrahtes durch das direkte
Stromdurchleiten vorzunehmen und das Abreißen des Draht@ zu registrieren.
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Das Ziel der Erfindung besteht in der Vervollkommnung der bekannten
obenbeschriebenen Vorrichtung zur Primärwendelung von Glühfaden auf Kerndraht, die
auf die Erhöhung der Zuverlässigkeit dieser Vorrichtung und auf die Sicherung der
gleichmäßigen Aufwioklung des zu wendelnden Drahtes auf kerndraht mit dem vorgegebenen
Wendelschritt gerichtet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Primarwendelung
von Glühfaden aus dünnem Draht auf Kerndraht zu entwickeln, in der ein stabiles
Spannen des zu wendelnden Drah tes auf dem zum kerndraht führenden Abschnitt und
die Fixierung der auf dem zu wndelnden Draht unter Einwirkung von Fliehkräften antstehenden
Schleife gesichert werden, die die Beibehaltung
ihrer vorgegebenen
Form und ihre Lage gegenüber der Düse ermoglicht.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Primärwendelung eines Glühfadens aus dünnem Draht auf Kerndraht, dle elne Grundplatte,
elne Spule mit dem erwähnten dünnen Draht, eine Hohlspindel, die fliegend an der
Grundplatte mit der Möglichkeit der Drehung angebracht ist und die auf dem freien
Ende dle genannte Spule und die von der Stirnseite angebrachte Düse trägt, durch
dSe im Prozeß der Wendelung der durch die Hohlspindel laufende Kerndraht geführt
wird, elne Ummantelung, dle konzentrisch zur Spule angebracht und auf der Grundplatte
aufgestellt ist, enthält, einen Gl@hfadenhalter aufweist, der die Festhaltung eines
Teils des zu wendelnden dem Kerndraht zuzuführenden dünnen Drahtes unter dem vorgegebenen
Winkel sichert, wobei der erwahnte Glühfadsnhalter innerhalb der Ummantelung auf
ihrer Grundlage fixiert ist, und die Ummantelung selbst an der Grundp platte mit
der Möglichkeit ihrer Längsverschiebung in bezug auf die Spule angebracht ist.
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Zweckmäßigerweise ist der Glühfadenhalter in der Vorrichtung zur
Primärwendelung von Glühfaden aus dünnem Draht auf einen Kerndraht aus elektrisch
leitendem Werkstoff in Form eines Ringes auszuführen, der in der zur Achse der Hohlspindel
senkrechten Ebene konzentrisch zur dieser Achse angebracht wird und er soll ständig
den zu wendelnden dünnen Draht berühren, indem er elnen elektrischen Schleifkontakt
bildet, der in den elektrischen Stromkreis
einen Abschnitt des
zu wendelnden dünnen Drahtes, der dem Kerndraht zugeeführt wird, zur Erhitzung durch
Strom und zur Kontrolle der Ganzheit dieses Abschnittes des zu wendelnden dünnen
Drahtes schaltet.
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Es ist ebenfalls zweckmäßig, daß in der Vorrichtung zur Primärwendelung
von Glühfaden aus dünnem Draht auf einen kerndraht in den elektrischen Stromkreis
in Reihe mit dem Abschnitt des zu wendelnden dünnon Drahtes, der dem Kerndraht zugeführt
wird, ein Relais für die Abreißkontrolle des genannten Drahtes geschaltet wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Primärwendlung von Gitibfaden
aus dünnem Draht auf elnen Kerndraht sichert eine hohe Leistung des Wendelungsprozesses
bis zu 25 000 Windungen pro Minute, ist betriebssicher, unkompliziert ln der Fertigung
und weist eine leichte Bedienbarkeit auf. Durch das Vorhandensein eines Glühfadenhalters
ist es möglich, den Abschnitt des zu wendelnden Drahtes, der zum Kerndraht geführt
wird, unter dem vorgegebenen Winkel anzubringen und die Erhitzung dieses Abschnittes
mit Strom vorzunehmen, was srmöglicht, ein breites Sortiment von Draht zur Wendelung
einzusetzen.
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Nachstehend wird die Beschr@ibung einer konkreten Variante der konstruktiven
Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit beigefügten Zeichnungen aufgeführt,
auf denen zeigen Fig. 1 erfindungsgemäße Vorrichtung zur Primärwondelung /Längsschnitt/;
Fig.
2 Getri@beplan der Vorrichtung nach Fig. 1.
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Die Vorrichtung zur Primärwendelung von Glühfaden aus dünnem Draht
auf einen Kerndraht enthält eine Grundplatte 1 (Fig. 1), eine Spule 2, auf die ein
dünner Wolframdraht 3 aufgewickelt ist, eine Hohlspindel 4, die fliegend in zwei
Radialachslagern 5 gelagert wird, die in der Grundplatte 1 angebracht sind. Die
Spule 2 wird am freien Ende 6 der Hohlspindel 4 mittels eines Gummiringes 7 mit
rechteckigem Querschnitt befestigt. An der Stirnseite des freien Endes der Hdohlspindel
4 ist in eine konische Bohrung 8 ein Zangenfutter 9 mit Düse 10 eingesetzt. Konzentrisch
zur Spule 2 ist eine Ummantelung 11 angeordnet und im Haltte@ 12 fixiert, der seinerseits
in Stangen 13 befestigt ist, die beweglich in Büchsen 14 anbeordnet worden.
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Die Büchsen 14 werden steif auf der Grundplatte 1 befestigt und dienen
als Führungen der Stangen 13. Die frerien Enden 15 der Stangen 13 haben ein Gewinde,
auf das Schraubenmuttern 16 aufgeschraubt sind, mit deren Hilfe die Stangen 13 und
folglich auch die Ummantelung 11 längs der Spindel 4 verschoben werden können.
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Zwischen der Buchse 14 und dem Halter 12 gibt es an jeder Stange eine
Feder 17. Die Schraubenmutter 16 und die Feder 17 ermöglichen es, die Ummantelung
11 in der erforderlichen Lage zu fixieren.
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Die Ummantelung 11 ist mit einem Glühfadenhalter 18 versehen, der
die Festhaltung des Abschnittes 19 des zu wendelnden dünnen Drahte@, der dem Kerndraht
zugeführt wird, unter dem vorgegebenen Winkel sichert. Die beschriebene Vorrichtung
hat außerdem eine Aufnahmespule
20 und Speisespule 21 sowie eine
Baugruppe 22 zur Erhitzung des zu @@nlelnden dünnen Drahtes mit elektrischem Strom.
Auf die Speisespule 21 ist ein Kerndraht 23 aufgewickelt und die Aufnahmespule 20
dient zur Aufwicklung des gewendelten Glühdrahtes auf dieselbe.
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Die Baugrupps 22 für die Erhitzung des gewendelten Drahtes mit elektrischem
Strom besteht aus in Reihe geschaltetem Dr@h -stromregler 24, Relaie 25 für die
Abreißkontrille des zu wendelnden Drahtes, Abschnitt 19 des zu wendelnden Drahtes
und Signallampe 26.
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Zur Ausfahrung der erforderlichen Bewegungen dlent trisb (vom auf
den Zeichnungen nicht angegebenen Elektromotor betätigt), der mit dem Flachriemenantrieb
27 durch die Antriebsscheibe 28 mit der Hohlspindel 4 verbunden ist, ein Schneckenpaar
29, bestehend aus einer Schneche 30 und einem Schneckenrad 31, eine Antriebswelle
32, der kinematisch durch das Zahnradgetriebe 33 in Form von zwei schrägverzahnten
Rädern 34 und 35 mit dem Schneckenrad 31 verbunden ist und die Bewegung auf die
Zugscheibe 36 durch ein Schneckenpaar 37, das aus der Schnecke 38 und dem Schneckenrad
39 besteht, und auf die Aufnahmespule 20 durch ein Schneckenpaar 40 überträgt, das
aus einer Schnecke 41 und einem Schneckenrad 42 besteht. Die erforderliche Zugspannung
des Karndrahtes wird durch die entsprechende Drehung der Speisespule 21 und der
Aufnahmespule 22 Cdi. Speisespule 21 wird entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn und
die Aufnahmespule 22 im Uhrzeigersinn,
wie auf der Fig. 2 gezeigt,
gedreht) gesichert. Die Zugscheibe 36 und die Zwischenlaufrolle 43, dle von einigen
Schleifen des Kerndrahtes mit dem gewendelten Wolframdraht umschlungen werden, sind
für die Einstellung des erforderlichen Schrittes des aufzuwickelnden Wendels vorgesehen.
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Die Spelsespule 21 ist mit einer Bremseinrichtung (auf den Zeichnungen
nlcht angedeutet) versehen, Die Aufnahme spule 22 ist durch Reibungskupplung (auf
den Zeichnungen nicht angegeben) mit elner Achse 44 verbunden.
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Dle Spule 2 ist in Form einer Büchse 45 mit zwei Backen 46 und 47
ausgeführt. Die außenfläche des Backens 47 weist eine sphärische Form auf. Der Glühfadenhalter
18 besteht aus Messing, - elektrisch leitendem Werkstoff - und dist in Form eines
Ringes gefertigt, der in der zur Achse des Hohlspindels 4 senkrechten Ebene konzentrisch
zu dieser Achse angebracht ist. Dabei befindet sich der Glühfadenhalter ständig
in elner unmittelbaren Berührung mit dem zu wendelnden dünnen Draht unter Bildung
des elektrischen Schleifkontaktes 48. Infolgedessen entsteht ein geschlossener Stromkrels,
der das Stromdurchfließen durch den Abschnitt 19 des zu wendelnden Drahtes und seine
Erhitzung durch diesen Strom gewährleistet.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat folgende Funktionsweise. Anfänglich,
vor dem Anlassen der beschriebenen Vorrichtung, werden die Speises ule 21 mit dem
Kerndraht 23 und die Aufnahmespule 20 auf dle entsprechenden Achsen und die Spule
2 mit dem
Wolframdraht 3 auf das frele Ende der Hohlspindel 4 aufgesetzt.
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Es wird ebenfalls elne Zugschelbe erforderlichen Durchmessers, der
dem vorgegebenen Wicklungsschritt des Wolfremdrahtes 3 auf dem Kerndraht 23 entspricht,
eingesetzt. Der Kerndraht 23 wlrd durch die Hohlspindel 4 und die Düse 1@ geführt,
in Form von einigen Schleifen auf die Zugscheibe 36 und die Zwischenlaufrolle 43
aufgewickelt, wonach das Ende des Kerndrahtes 23 an der Aufnahmespule 20 befestigt
wird. Dann wird die Regelung der Zugspannung des Kerndrahtes 23 von dem Eingang
ln die Hohlspindel 4 und vor der Aufnahmespule 20 vorgenommen, Wobei man auf entsprechende
Weise auf die Speisespule 21 und die Aufnahmespule 20 einwirkt. Der Zugspannungsgrad
wird dabel mit einem Dynamometer (auf den Zelchnuhgen nioht angedeutet) kontrolliert.
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Es wird das Ende des Wolframdrahtes 3 fixiert. Hierfür wird die Ummantelung
11 nach links verschoben und das Ende des Wolframdrahtes aus der Spule herausgezogen,
el es einige Wicklungen werden auf den Kerndraht 23 aufgewickelt, Indem die Hohlspindel
4 von Hand um 2-3 Drehungen in seiner Drehungsrichtung, die mit dem Pfeil angegeben
ist, gedreht wird. Es entsteht eine Vorschleife, die mit der sphärischen Fläche
des Backens 27 der Spule 2 geformt wird.
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Eine derartige Bildung der Vorschleife verhindert ihr Zusammenschlagen
und das infolgedessen mögliche Abreißen von Wolframdraht und Kerndraht belm Anlassen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Danach @ird die Ummantelung 11 in die ursprüngliche
Stellung gebracht und die Vorrichtung durch Einschalten des Elektromotors
(auf
den Zeichnungen nicht ungegeben) angelassen.
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Unter der Einwirkung von Fliehkraft verlängert sich die Vorschleife
bis zur Berührung mit der Ummantelung 11, wie es auf der Fig. 1 gezelgt ist, und
dadurch entsteht die Zugspannung des Abschnitts 19 des Wolframdrahtes 3, die zur
den normalen Prozeß der Wendelung notwendig ist. Durch Drehen der Schraubenmutter
16 wird die lage der Ummantelung 11 geregelt, indem diese so venschoben wird, daß
der Abschnitt 19 des Wolframdrehtes 3 unter dem vorgegebenen Winkel gegenüber der
Achse der Hohlspindel liegt.
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Die Größe des Winkels hängt von den Elastizitätseigenschaften des
Wolframdrahtes 3 ab, der auf die Spule aufgewickelt ist, und kann in einem Bersiol
von 60° bis 80°C vorgegeben werden. Unter Zuhilfenahme eines Stromreglers 24 wird
cine solche Stärke des durch den Abschnitt 19 des Wolframdrahtes 3 @ließenden Stromes
eingestellt, bei des seine Erhitzung bis 600-800°C gesichert wird. Die Temperaturwertung
erfolgt visuell nach Anlauffarben. Danach bleibt die beschriebene Vorrichtung zur
Primärwendelung des Glühfadens im Betrieb.
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Beim Abreigen des Wolframdrahtes wird das Relais 25 stromios gemacht,
sein Schließkontakt 251 wlrd slch schließen und die Signallampe 26 einschalten.
Die Vorrichtung soll vom Operateur manuell ausgeschaltet werden oder es kann selne
automatische Abschaltung zum Beispiel nach einem Signal von dem anderen Kontakt
(auf den Zeichnungen nicht angegeben) desselben Relais 25 vorgesehen werden.
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Die orfindungsgemäße Vorrichtung zur Primärwendelung des dünnen Drahtes
auf einen Kerndraht gebaut in Übereinstimmung mit der beschriebenen Variante der
konstruktiven Ausfahrung wurde unter Betriebsverhältnissen erprobt. Dabei wurde
die Wendelung von Wolframdraht mit einem Querschnitt von 20 bis 120 mkm auf cinen
Kerndraht mit einem Durchmesser von 80 bls 500 mkm mit einer Geschwindigkeit von
18000-25000 Wicklungen pro Minuts durchgeführ Der Schrittfehlor des auf einen Korndreht
zu wendelnden Wolframdrahtes übersteigt nicht 10% von seinem Querschnitt. Durch
das Vorhandensein einse Glühfadenhalters in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der
es erm"oglicht, einen Abschnitt des zu wendelnden Drahtes, der dem Kerndraht zugeführt
wird, unter dem vorgegebenen Winkel anzubringen und unmittelbar diesen Abschnitt
mit elektrischem Strom zu erhitzen, kann man bei der Wendelung ein breites Sortiment
von Draht in einem weiten Bereich sowohl nach Durchmesser als auch nach physikalischen
Eigenschaften verwenden.