DE2530312B2 - Anordnung zum selbsttaetigen fuehren und anpressen von windungen beim wickeln einer axial fortschreitenden wicklung fuer elektrische geraete - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum selbsttätigen Führen und Anpressen von Windungen beim Wickeln einer axial fortschreitenden Wicklung für elektrische Geräte, bestehend aus axial und radial auf die jeweilige Windung wirkenden Anpreßelementen, die auf einem über die ganze Länge einer Wickelbank auf Gleitstangen oder -schienen verschiebbaren Support angeordnet sind, den eine pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagte Kolben-Zylinderanordnung unter einem axialen Anpreßdruck hält.

Eine derartige Anordnung ist aus der DT-OS 39 316 bekannt.

Femer ist aus der DT-PS 12 81 030 eine Vorrichtung

zum Führen, Aufwickeln und Anpressen der Drähte beim Herstellen von Wicklungen bekannt mit mindestens zwei die auflaufende Windung berührenden Druckelementen, die den von außen aufgebrachten s Anpreßdruck axial an die Wicklung weitergeben, und mit mindestens einem radial auf die auflaufende Windung und die ihr unmittelbar benachbarten Windungen pressenden Druckelement, wobei die Druckelemente in einer gemeinsamen axial mitlaufenden, i_n ο Umfangsrichtung jedoch ruhenden Halterung geführt sind und wobei mindestens ein axial wirkendes Druckelement den auflaufenden Draht an einer Stelle erfaßt, an der dieser bereits am benachbarten, schon aufgewickelten Draht anliegt, jedoch selbst noch nicht s auf der Windungsunterlage aufliegt, während mindestens ein weiteres, axial wirkendes Druckelement den auflaufenden bereits auf der Windungsunterlage aufliegenden Draht am Zurückfedern hindert, und wobei weiterhin die axial wirkenden Druckelemente in der j f lalierung in ihrer I loht- gegenüber der Windungsunterlage verstellbar sind.

Um hierbei einen weitgehend konstanten Anpreßdruck der Anpreßrollen auch dann zu gewährleisten wenn Unstetigkeiien in der Windungssteigung, beispielsweise durch Lötstellen oder Einschieben von Abstandsstreifen zwischen die Windungen, auftreten, ist es aus der DT-PS 13 02 282 bekannt, die axial wirkenden Druckelemente über ein kraftübertragendes Hebelsysteni mit einem einen Kolben aufweisenden, mit Druckgas gefüllten Zylinder zu verbinden und den Zylinderraum an eine Reguliereinrichtung für das Druckgas und an einen Druckausgleichsbehälter anzuschließen.

Bei dieser bekannten Anordnung wird der Druck im Druckzylinder auf den Kolben, der seinerseits durch ein mechanisches Kraftübertragungssystem mit den Anpreßelementen verbunden ist. Da der Druckzylinder in seiner Längemusdehnung sehr viel geringer ist als die Wicklung, ist die gesamte Führungs-, Wickel- und Anpreßanordnung auf einem von der Wickelbank getrennt aufgestellten Support untergebracht, der beispielsweise mit einer Grob-Vorschubsteuerung versehen ist, welche den Vorschub des Supports etwa über ein Regelgetriebe mit Antriebsspindel bewirkt und zusätzlich mit einem vom Druckzylinder über Endschalter gesteuerten Überholantrieb ausgerüstet ist, der damit ein kontinuierliches Arbeiten der Anordnung gewährleistet. Damit kann aber ein unerwünschter Platzbedarf für den Support und ein nachteiliger Aufwand für die Steuerung des Vorschubs verbunden sein.

Geringerer Platzbedarf und eine einfachere Steuerung werden bei der aus der DT-OS 16 39 316 bekannten Anordnung dadurch erzielt, daß die Anpreßelemente mit zwei zueinander und in ihrer Längsachse zur Vorschubrichtung der Anordnung parallelen Druckzylindern verbunden sind, deren Kolben einander entgegenwirken, daß ferner beide Kolben außerhalb der Wickelanordnung feststellbar sind und daß weiterhin beide Druckzylinder gleichzeitig mit Druck beaufschlagt sind. Hierbei sind die Kolben der Druckzylinder mit Bremsen verbunden, die an zur Führung der Anordnung dienenden Vorschubstangen abwechselnd feststellbar sind.

Bei den Ausführungen gemäß DT-PS 13 02 282 und DT-OS 16 39 316 sind die Anpreßelemente an einem über die ganze Länge der Wickelbank auf Gleitstangen oder -schienen verschiebbaren Support angeordnet, den

cine pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagte Kolben-Zylinderanordnung unter einem axialen Anpreßdruck hält bzw. bei mechanisch starrem Vorschub Unstetigkeiten in der Wiekluiigssteigung elastisch mit annähernd konstantem Anpreßdruck kompensiert.

Bei der Anordnung gemäß UT-OS Ib 39 316 treten zwei sich widersprechende Anforderungen auf: einesteils soll der die Anpreßelemente trugende Hauptsupport auch bei verkantendem Kraftangriff auf den Führun«sslangen oder -schienen einwandfrei und möglichst reibungslos gleiten können, was eine Schmierung erfordert, andererseits müssen die Schrittbremsen auf denselben Führungsstangen b/.w. schienen auch bei sehr großen Anpreßdrücken, die den geforderten Kurzschiußfestigkeiten entsprechen, unverrückbar festklemmbar sein, was eine Schmierung verbietet. Infolge der nicht über die ganze Länge konstanten Reibungsverhältnisse, verursacht auch durch eine gewisse Abnutzung während des Betriebes, ließ sich kein konstanter Anpreßdruck über die ganze Länge der Wicklung aufrechterhalten.

Außerdem konnte bei den bekannten Anordnungen infolge des durch den Überdruck im Zylinder anliegenden Anpreßdruckes beim Abgleiten der Anpreßelemente vom gerade gewickelten und angepreßten Wicklungsleiter ein explosionsartiges entsprechend den Längen der Kolbenwege in den Zylindern bemessenes Abschleudern des ganzen Supports nicht vermieden werden, was eine erhebliche Verletzungsgeföhr für das Bedienungspersonal und mindestens eine Beschädigung der Drahtisolation und gegebenenfalls auch der Anlage zur Folge hatte.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung anzugeben, bei welcher der die Anpreßelemente tragende Support auf geschmierten Führungsstangen bzw. -schienen leicht mit kleinster Reibung gleiten kann und durch eine davon getrennte Kolben-Zylinderanordnung ein weitgehend konstanter Anpreßdruck aufrechterhalten wird, hierbei jedoch eine Schleuderbewegung beim Abgleiten der Anpreßelemente vom Wickeldraht zur Verhinderung einer Verletzungs- und Beschädigungsgefahr wirksam vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale des Anmeldungsgegenstandes gelöst.

Ketten, insbesondere Rollenketten, werden in der Technik zur Übertragung von Zugkräften vielfach angewendet, auch an Werkzeugmaschinen. Beispielsweise werden bei einer aus der DT-OS 12 02 894 bekannten Ständerwickelmaschine von einer Kolben-Zylinderanordnung ausgehende Kräfte mittels einer Kette übertragen. Hier wird das Drahtende nach einem Wickelvorgang mittels einer einen Greifer aufweisenden Drahtabschneide- und Festklemmeinrichtung abgeschnitten und gehalten, welcher Greifer mittels einer zwischen Backen durchgeführten und mit einem Kolben eines Druckmittelzylinders verbundenen Rollenkette betätigt wird.

Da nun bei der die Erfindung aufweisenden Anordnung der Anpreßdruck sogar über die ganze Länge der Wicklung ständig aufrechterhalten wird, würde besonders hier im Falle des Abhebens oder Abgleitens der Anprefielemente von der Windung der Support mit großer Kraft bis auf den Endanschlag schießen, wobei nicht nur die gesamte Anlage beschädigt, sondern auch Menschen in Gefahr gebracht werden könnten. Deshalb ist es bei einer solchen Anordnung unabdingbar, daß durch die im kennzeich-

nenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Sicherheitseinrichtung dieses Abschießen des Supports verhindert wird.

Dies kann vorteilhafterweise durch eine in den Überlragungsmechanismus eingreifende Bremse oder eine die Kraftübertragung unterbrechende Kupplung erfolgen. Die Auslösung der Bremse bzw. der Kupplung kann durch einen an den Anprcßelementen angebrachten elektrischen Schalter erfolgen, der bei Wegbleiben des Anpreßdruckes, beispielsweise infolge eines eingebauten kleinen Federwegs, betätigt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestallungen der die Erfindung aufweisenden Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Beispielsweise kann die Bremse durch einen entgegen Federkräften wirkenden Elektromagnet, der über einen Ruhestromschalter an den Anpreßelementen erregt wird, im Betrieb offengehalten werden. Es sind jedoch genausoguf Anordnungen mit BeiriebsstromschaJtern, beispielsweise bei Anwendung einer elektromagnetisch lösbaren Kupplung, im Übertragungsmechanismus denkbar. Wird eine Kupplung vorgesehen, so muß allerdings durch weitere geeignete Maßnahmen dafür gesorgt werden, daß die beim öffnen der Kupplung unter Spannung verbleibenden Elemente ihrerseits nicht durchschießen. Das kann z. B. durch Einlassen eines Gegendruckes in die Kolben-Zylinderanordnung erfolgen, u. U. kann auch eine stoßdämpferartige Strömungsdrossel auf der dem Druckanschiuß abgewandten Seite des Druckzylinders genügen, die die Geschwindigkeit des vom Widerstand befreiten Supports begrenzt.

Die Stelle der hier beschriebenen elektrischen und elektromagnetischen Fühl- und Betätigungselemente können natürlich mit gleichem Effekt auch hydraulische oder pneumatische Organe verwendet werden.

Eine wesentliche Verkleinerung der Abmessungen der Gesamtanordnung ist erzielbar, wenn der Hub in der Kolben-Zylinderanordnung nur einen Bruchteil der Länge der Wicklung beträgt und in den Übertragungsmechanismus eine entsprechende Untersetzung eingebaut ist, beispielsweise ein Untersetzungsgetriebe zwischen Kettenumlenkrolle und Kolben-Zylinderanordnung. Die Kolben-Zylinderanordnung kann dann auch mit ihrer Längsachse in einem größeren Winkel bis senkrecht zur Achse der Wickelbank an ihrem Endbereich angeordnet sein.

Anhand der Zeichnungen werden ein Ausführungsbeispie! der die Erfindung aufweisenden Anordnung und ihre Wirkungsweise erläutert.

F i g. 1 zeigt die die Erfindung aufweisende Anordnung an einer Wickelbank mit begonnener Wicklung.

F i g. 2 zeigt beispielhaft Einzelheiten des Sicherheitsschalters.

Unter Bezugnahme auf Fig. \ wird zunächst die Wirkungsweise dargelegt:

Der Anpreßkopf 1 mit den radial und axial wirkenden Anpreßrollen 2 und 3 wird am Anfang der zu wickelnden Lage an den Leiter in radialer und axialer Ausrichtung angelegt. Die radiale Druckbeaufschlagung des Anpreßkopfes 1 über den Druckzylinder 4 wird mittels Druckreglers eingestellt. Es i:st damit sichergestellt, daß bei unrunder Spule die wai'grechte Rolle des Anpreßkopfes immer auf dem aufzuwickelnden Leiter aufliegt. Die axiale Druckbeaufschlagung über den Druckzylinder 5 der Koiben-Zyünderanordnung ist variabel über den Druckregler 6 einstellbar. Die Höhe des einzustellenden Anpreßdruckes richtet sich nach der blanken Drahthöhe und der Anzahl der Einzelleiter.

Beim Wickeln der Lage drückt der auflaufende Leiter entsprechend seiner Steigung den Anpreßkopf axial gegen den anstehenden Druck weiter und wirkt über den auf den Führungsstangen 11 gleitenden Support 12 und die umlaufende mit dem Anpreßkopf gekuppelte s Kette 7 auf den Druckzylinder 5, in welchem der Anpreßdruck über den Druckregler 6 entsprechend der Einstellung konstant gehalten wird. Wenn die Spule fertig gewickelt ist, wird das Anpreßgerüst um etwa 15° mittels zweier an den Enden der Wickelbank angebrachter Hydraulikzylinder ausgeschwenkt. Dann kann die Spule mit dem Hallenkran von oben ausgespannt werden. Um bei unterschiedlichen Spulendurchmessern den günstigsten Anpreßpunkt zu finden, welcher unmittelbar vor der radialen Berührung des Leiters auf is der Unterlage liegt, kann das Gerüst entsprechend stufenlos geschwenkt werden. Wenn sich der Anpreßkopf aus irgendwelchen Gründen von der Spule abhebt, wird durch den Ruhestromschalter 9 der Stromkreis zur Magnetbremse 10 unterbrochen, diese schließt und der Support wird festgehalten, so daß er nicht infolge des Druckes im Druckzylinder 5 gegen den Anschlag schießen kann. Die Magnetbremse 10 bildet im Beispiel eine Baueinheit mit einem Untersetzungsgetriebe, das es möglich macht, die Länge des Druckzylinders 5 erheblich kleiner zu wählen als es die Länge der Wickelbank und damit des Weges des Supports ist. Wie in I·"ig. I erkennbar, ist der Druckzylinder 5 oberhalb des Antriebs- und Stcucrkastcns der Wickelbank so untergebracht, daß er in keiner Weise stören oder hindern kann. Im Beispiel ist ein mit einer besonderen radialen Tastrolle 13 versehener Ruhestromschalter 9 dargestellt.

Gcnausogut kann auch die radiale Tastrollc 13 durch Einfügen einer kleinen Federstreckc in den Prcßwcg zum Erfassen des Abhcbens verwendet werden. Fig. 2 zeigt die beispielhafte Ausbildung der Tastrollc 13 und ihr Zusammenspiel mit dem Ruhcstromschalter 9. Wenn sich die Tastrollc 13 von der Wicklung abhebt, erfolgt eine Entlastung der zusammengedrückten Feder 14 und die Schalterrollc 15 wird aus dem Nutgrund 16 der Schubstange 17 durch den Wellenbund 18 herausgedrückt, der Stift des Ruhcstromschaltcrs 9 eingedrückt und der Ruhestrom unterbrochen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum selbsttätigen Führen und Anpressen von Windungen beim Wickeln einer axial fortschreitenden Wicklung für elektrische Geräte, bestehend aus axial und radial auf die jeweilige Windung wirkenden Anpreßelementen, die auf einem über die ganze Länge einer Wickelbank auf Gleitstangen oder -schienen verschiebbaren Sup- ι port angeordnet sind, den eine pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagte Kolben-Zylinderanordnung unter einem axialen Anpreßdruck hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinderanordnung (5) vom Support (12) getrennt an ι einem Endbereich der Wickelbank angeordnet ist, daß die Übertragung der Kräfte zwischen der Kolben-Zylinderanordnung (5) und dem Support (12) mittels einer umlaufenden Kette (7) erfolgt und daU ferner eine Sicherheitsvorrichtung vorgesehen ist, die beim unbeabsichtigten Abheben der Anpreüelemente (1, 2, 3) den axialen Anpreßdruck unwirksam macht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sicherheitsvorrichtung eine Bremse (10) angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sicherheitsvorrichtung eine Kupplung angeordnet is).

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch κ gekennzeichnet, daß am radialen Anpreßelement ein elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Schalter angeordnet ist, der bei Entlastung des Anpreßelements die Bremse (10) oder Kupplung auslöst.

5. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine besondere abgefederte Tastrolle (!3) auf der Wicklungsoberfläche mitläuft, die bei Entlastung einen elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Schalter betätigt, der die Bremse (10) oder Kupplung auslöst.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Ruhestromschalter (9) ist und die unter F'ederspannung stehende Bremse (10) im Betriebszustand durch schaltergesteuerte Krafteinwirkung offengehalten ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Kolben-Zylinderanordnung (5) einen Bruchteil der Länge der Wickelbank beträgt und über eine Untersetzung auf die umlaufende Kette (7) einwirkt.