DE2542195A1

DE2542195A1 - Verfahren zur einhaltung eines vorgegebenen widerstandswertes beim wickeln von wendeln

Info

Publication number: DE2542195A1
Application number: DE19752542195
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Broj; Jochen Dipl Ing Dr Haeusler; Manfred Schmirl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-09-22
Filing date: 1975-09-22
Publication date: 1977-03-31
Also published as: DE2542195C3; DK246076A; FR2325166A1; NO761719L; SE7610403L; DE2542195B2; CH594965A5

Description

Verfahren zur Einhaltung eines vorgegebenen Widerstandswertes beim Wickeln von Wendeln

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einhaltung eines vorgegebenen Widerstandswertes beim Wickeln von Wendeln.

Es sind Spiralwickelmaschinen bekannt, mit deren Hilfe die Widerstandswendeln beispielsweise für Heizkörper gewickelt werden. Obwohl bei der Wendel eigentlich der Ohmwert interessier"» geht man bei den vorhandenen Maschinen so vor, daß man unter der Annahme konstanten Drahtdurchmessers und -leitwertes die für einen Ohmwert erforderliche Länge ausrechnet und die Maschine in Abhängigkeit von der einfach zu messenden Länge des in die Wendel hineingearbeiteten Drahtes steuert.

Angesichts engerer Toleranzforderungen im Zuge der Normenharmonisierung führt dieses Verfahren entweder zu vergleichsweise hohem Ausschuß, da die.zu verarbeitenden Drähte mit Durchmesser- und Leitwerttoleranzen angeliefert werden, die selbst in der Größenordnung der zulässigen Widerstandstoleranzer. liegen, oder es zwingt zu einer häufigen Nachjustage der Wickelmaschinen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Einhaltung eines vorgegebenen Widerstandswertes beim Wickeln von Wendeln mittels der Widerstandswert-Meßmethode anzugeben, mit dem die obigen Nachteile beseitigt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß am zu wickelnden Draht längs einer vorgegebenen Einheitsstrecke 1, die sehr viel kleiner als die gestreckte Länge L der fertigen Wendel ist,

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die Widerstandswerte aufeinanderfolgender Drahtstücke der Länge 1 gemessen und aufsummiert werden und daß bei Erreichen des vorgegebenen Widerstandswertes ein Signal zum Abtrennen der fertigen Wendel gegeben wird.

Die Widerstandsmessung der Einheitsstrecken 1 kann entweder berührungslos nach der Wirbelstrommethode oder kontaktbehaftet nach der Strom-Spannungsmethode erfolgen.

Zur berührungslosen Messung wird vorteilhafterweise der Draht durch eine mit Hochfrequenz betriebene Meßspule der Länge 1 geführt und anschließend über ein Längenmeßrad, das immer dann ein Signal abgibt, wenn der Draht die Länge 1 zurückgelegt hat.

Zur kontaktbehafteten Messung wird vorteilhafterweise dem bewegten Draht über zwei Kontakte ein hochkonstanter Strom zugeführt, während mit zwei anderen Kontakten, welche im Abstand 1 zwischen den stromzuführenden Kontakten liegen, die Spannung am Draht abgenommen wird.

Der Strom wird vorzugsweise so gewählt, daß nach einer Analog-Digital-Wandlung die Ziffern der Spannung ziffernmäßig denen des Widerstandes entsprechen;

Besonders günstig ist es, wenn die Punktion des Längenmeßrades mit derjenigen der spannungsabnehmenden Kontakte zusammengelegt wird.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß die Wendeln nun direkt nach der Eigenschaft gefertigt werden, für die am fertigen Produkt Abnahmetoleranzen vorgeschrieben sind, nämlich nach dem Widerstandswert und nicht mehr nach einer indirekten Größe, wie sie die bisher verwendete Länge darstellt.

Da nach der Wendelung die Wicklungen im nichtgestreckten Zustand

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der Wendel aneinanderliegen, müßte diese bei herkömmlichen Meßverfahren ständig gestreckt werden. Da die Wendellänge aber kontinuierlich wächst, wäre somit eine komplizierte Mechanik erforderlich, die aufwandsmäßig in der Größenordnung der Vendelmaschine liegt und damit nicht mehr wirtschaftlich sein kann. Auch dieser Nachteil wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vermieden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 2 eine Anordnung zur kontaktbehafteten Messung und Figur 3 eine Prinzipanordnung des Meßrades zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Wie Figur 1 zeigt wird der Draht 1 durch eine Meßspule 2 der Länge 1 geführt. Er läuft außerdem über ein Längenmeßrad 3, mit dessen Hilfe immer dann ein Signal über einen Abnehmer 4 abgegeben werden kann, wenn der Draht 1 eine Länge 1 zurückgelegt hat. Die mit Hochfrequenz betriebene Spule 2 wird durch den Draht 1 bedämpft, wobei Durchmesser und Leitfähigkeitsschwankungen eingehen, so daß nach einschlägigen Auswerteverfahren dieser an sich bekannten Wirbelstrommeßmethode der Widerstand des Teilstückes 1 des Drahtes in einer Meß- und Auswerteschaltung gewonnen werden kann. Zu diesem Zweck wird das vom Abnehmer 4 aufgenommene Signal einem Meßtaktgeber 5 zugeführt, von dort einer Meß- und Auswerteelektronik 6, der ein Analog-Digital-Wandler 7 nachgeschaltet ist. Die von der Spule 2 ermittelten Signale werden ebenfalls der Meß- und Auswerteelektronik 6 zugeführt, die die Teilwiderstände Δ R ermittelt. Dem Wandler ist nun ein Summierglied 8 nachgeschaltet, in dem die Teilwiderstände aufsummiert werden, wozu das Längenmeßrad 3 die Startsignale liefert. Die Summe wird in einer Vergleicher-

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schaltung 9 mit einem von einem Sollwertgeber 10 stammenden voreingestellten Sollwert verglichen. Stimmen Soll- und Istwert überein, so erhält ein nicht dargestelltes Trennmesser von einer Leistungsstufe 11 den Befehl zum Abschneiden der Wendel.

Eine andere Möglichkeit zur Ermittelung der Teilwiderstände &.R nach der Strom-Spannungs-Methode am bewegten Draht ist in Figur 2 dargestellt. Zu diesem Zweck sind hochkonstante Stromquellen erforderlich als auch Spannungsmesser mit so hohem Eingangswiderstand, daß selbst Übergangswiderstände im K-Ohm-Bereich nicht verfälschend in die Messung eingehen.

Erfindungsgemäß wird nun über zwei Kontakte 13 dem bewegten Draht 1 ein hochkonstanter Strom iv_ons^- zugeführt, dann mit zwei anderen Kontakten 12, welche im Abstand 1 zwischen den stromzuführenden Kontakten 13 liegen, die Spannung am Draht abgenommen. Dabei wird der Strom in der Regel so gewählt, daß nach einer Analog-Digital-Wandlung die Ziffern der Spannung ziffernmäßig denen des Widerstandes entsprechen, d.h. daß i = 10 A mit η = ganzzahlig ist. Der Meßtakt wird wiederum von einem Längenmeßrad 3 geliefert. Die Spannung wird dem Analog-Digital-Wandler 7 zugeführt und, wie bereits oben geschildert, weiterverarbeitet.

In einer weiterei Ausführungsvariante kann die Funktion des Längenmeßrades 3 mit derjenigen der sp annung s abnehmende η Kontakte 12 zusammengelegt werden, wie es in Figur 3 schematisch dargestellt ist. Hierzu werden auf dem Längenmeßrad zwei Meßkontakte 17, 18 im Abstand 1 angeordnet. Die an den Meßkontakten 17, 18 anliegende Spannung U wird über Schleifringe 19 abgenommen. Zwischen den möglichst punktförmigen Meßkontakten liegt nur in einer bestimmten Stellung des Meßrades 3 eine Spannung U an, nämlich dann, wenn beide Meßkontakte den Draht 1 berühren. Diese Spannung wird wie oben geschildert gemessen und aufsummiert. In den Zwischenstellungen

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des Meßrades ist U=O. Zusätzlich sind zwei Kontaktrollen vorgesehen, die dazu dienen können, den von einer nicht dargestellten Stromquelle stammenden hochkonstanten Strom von beispielsweise 100 mA über die Anschlußklemmen 21 dem Wickeldraht 1 zuzuführen. Mit 20 sind zwei Schleifer bezeichnet, die zum Abnehmen der Spannung U dienen, die der Meß- und Auswerteelektronik 6 zugeführt wird. Weiterhin sind mit 17 zwei Steuermagnete bezeichnet und mit 15 ein Hallgenerator, an dessen Ausgangsklemmen 16 der Meßtakt abgenonmen wird.

Sollte gegenüber der Gesamtlänge des Drahtes der Wert L für eine Wendel nicht klein genug sein und damit der Widerstands-^. schritt Δ R noch zu grob sein, so ist durch eine höhere Auflösung des Längenmeßrades 3 eine weitere Verfeinerung des Verfahrens jederzeit möglich.

6 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

Patentansprüche

1./Verfahren zur Einhaltung eines vorgegebenen Widerstandswertes beim Wickeln von Wendeln, dadirch gekennzeichnet , daß am zu wickelnden Draht längs einer vorgegebenen Einheitsstrecke 1, die sehr viel kleiner als die gestreckte Länge L der fertigen Wendel ist, die Widerstandswerte aufeinanderfolgender Drahtstücke der Länge 1 gemessen und aufsummiert werden und daß bei Erreichen des vorgegebenen Widerstandswertes ein Signal zum Abtrennen der fertigen Wendel gegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Widerstandsmessung der Einheitsstrecken entweder berührungslos nach der Wirbelstrommethode oder kontaktbehaftet nach der Strom-Spannungs-Methode erfolgt.

3« Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zur berührungslosen Messung der Draht durch eine mit Hochfrequenz betriebene Meßspule der Länge 1 geführt wird und anschließend über ein Längenmeßr.ad, das immer dann ein Signal abgibt, wenn der Draht die Länge 1 zurückgelegt hat.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß zur kontaktbehafteten Messung dem bewegten Draht über zwei Kontakte ein hochkonstanter Strom zugeführt wird und daß mit zwei anderen Kontakten, welche im Abstand zwischen den stromzuführenden Kontakten liegen, die Spannung am Draht abgenommen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Strom so gewählt wird, daß nach einer Analog-Digital-Wandlung die Ziffern der Spannung ziffernmäßig denen des Widerstandes entsprechen.

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6. Verfahren nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Funktion des Längenmeßrades mit derjenigen der spannungabnehmenden Kontakte zusammengelegt wird.

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