DE2608658C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wickeln von mehreren Spulen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US-PS 35 10 939 bekannt.

Es ist bei derartigen Verfahren erwünscht, daß Einstellungen an einer Wickelmaschine vorgenommen werden können, so daß unterschiedlich bemessene Spulenwindungen gewickelt werden können, um Wicklungen für Blechpakete verschiedener Stapelhöhen oder axialer Längen zu bilden.

Verschiedene bekannte Wickelmaschinen (s. US-Patentschriften 35 10 939 oder 35 79 791) enthalten einen oder mehrere Spulenaufnehmer, die Windungsaufnahmespalte oder -schlitze begrenzen; die Windungen einer bestimmten Spule werden bei ihrer Herstellung entlang zwei bestimmten Schlitzen bewegt. Jeder Satz dieser bestimmten Schlitze entspricht zwei vorbestimmten Nuten eines Statorblechpakets, und wenn ein Zwischenspulendrahtsegment versehentlich in dem falschen Schlitz angeordnet wird, erfolgt ziemlich unvermeidlich ein Brechen dieses Drahtsegments, wenn es schließlich axial in das Statorblechpaket eingeführt bzw. eingezogen wird. Fehlausgerichtete Zwischenspulendrahtabschnitte sind insbesondere beim Erhöhen der Wickelgeschwindigkeiten zu einem zunehmenden Problem geworden.

Es ist deshalb wünschenswert, die Genauigkeit der gegenseitigen Zuordnung verschiedener Teile einer Wickelmaschine während des Betriebs zu vergrößern, damit ein Spulenaufnehmer und eine Spulenform in einer bestimmten Weise und zu einer bestimmten Zeit in bezug aufeinander axial bewegt werden können, um das Problem der fehlausgerichteten Zwischenspulendrahtabschnitte zu überwinden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Wickeln von mehreren Spulen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so auszugestalten, daß verschiedene Teile einer Spulenwickelmaschine in Abhängigkeit von der jeweiligen Spulengröße schnell und genau in bezug aufeinander bewegt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen gemäß den Patentansprüchen 1 und 2 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Position eines Wickelarms (Flyers) in bezug auf einen Maschinenraum weitgehend kontinuierlich und mit großer Genauigkeit überwacht wird. Es werden die Flyerposition wiedergebende Signale erzeugt und in Abhängigkeit von diesen relative Sprungbewegungen zwischen Spulenformen und dem Flyer gesteuert. Die Sprungbewegung wird während eines bestimmten, von der Spulengröße abhängigen Teils einer Flyerumdrehung eingeleitet, während sich ein Flyer in bezug auf den Spulenaufnehmer in einem "Sprungfenster" befindet. Ferner trägt in einem Leergangmechanismus gespeicherte Energie zur Beschleunigung des Sprungmechanismus bei, wobei derselbe Mechanismus Energie aufnimmt und speichert, wenn die sich bewegenden Maschinenteile anhalten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens kann nicht nur verbesserte Sprungmechanismen, sondern auch verbesserte sowie schnell wirksame Sperrhebel- bzw. Verriegelungsmechanismen enthalten, die sicherstellen, daß eine axial sprunghafte Verschiebung während eines bestimmten Teils einer Umdrehung in den verschiedenen Maschinenzyklen durchgeführt werden kann, und zwar auch bei einer Drehzahl des Wickelarms von 3000 U/min. Vorteilhafterweise wird der Sprungmechanismus von vorgespannten Federn gegen Anschläge oder Sperrhebel gedrückt, wobei die Federn zu Beginn eines Sprunghubes für eine vergrößerte Beschleunigung sorgen und am Ende eines Sprunghubes die von einer Antriebsmaschine ausgeübte Kraft aufnehmen, um die Federn wieder vorzuspannen und die Größe der Aufschlagkräfte zu vermindern, denen der Sprungmechanismus und ein oder mehrere Sperrhebel ausgesetzt werden.

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht eine Wickelmaschine,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung Teile von Wickelformen, Teile eines Spulenaufnehmers, die Bewegungsbahn eines sich drehenden Wickelarms und in etwas idealisierter Weise Sprungfenstergrenzen,

Fig. 3 in einer schematischen Darstellung eine Einrichtung zum Überwachen der Positionierung eines Wickelarms und zum Einleiten einer Freigabe eines Sprungmechanismus,

Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht einen verbesserten Wickelkopf, der Teil der in Fig. 1 dargestellten Wickelmaschine ist,

Fig. 5 eine Ansicht des Wickelkopfes aus Fig. 4, wobei einige Teile entfernt und andere Teile geschnitten sind,

Fig. 6 in einer vergrößerten Schnittansicht einen Teil des in Fig. 4 und 5 dargestellten Wickelkopfes und

Fig. 7 in einer vergrößerten Seitenansicht, bei der einige Teile geschnitten und andere Teile entfernt sind, einen Abschnitt des in Fig. 5 dargestellten Wickelkopfes.

In Fig. 1 ist eine Spulenwickelmaschine 21 dargestellt. Zur Vereinfachung der Zeichnung wurden eine Anzahl von Teilen in der Maschine nach Fig. 1 fortgelassen, was beispielsweise für Drahtklemmen und Zwischenpol-Leiterabzieher gilt.

Die Maschine 21 enthält zunächst erste und zweite weitgehend identische Wickelköpfe 22, 23. Während des Betriebs der Wickelmaschine 21 werden durch den Wickelkopf 23 Windungen für Spulen einer ersten Phasenwicklung erzeugt und von einem Spulenaufnehmer (in Fig. 1 verdeckt) aufgenommen, der auf einem Drehtisch 24 gehaltert ist. Weitgehend gleichzeitig werden durch den Wickelkopf 22 um Spulenformen 26 Windungen für eine zweite Phasenwicklung erzeugt und in einen Spuleneinziehmechanismus 27 abgegeben, welcher gewöhnlich in sich eine erste Phasenwicklung trägt, wenn er (auf dem Drehtisch 24) unter dem Wicklungskopf 22 ankommt. Somit empfängt jeder Spulenaufnehmer Windungen von jedem Wickelkopf 23, 22 und bewegt sie dann zu einer Einziehstation 28. Dort werden ein Statorblechpaket über dem oberen Ende der Maschine angeordnet, Klemmarme (von denen einer in Fig. 1 verdeckt ist) in Klemmeingriff über dem Blechpaket gebracht und in dem Spuleneinziehmechanismus gehalterte Wicklungen axial in das eingeklemmte Statorblechpaket eingeführt. Danach wird das Statorblechpaket von einem Spulenaufnehmer abgenommen bzw. entfernt, und der Drehtisch 24 schaltet um 120 Winkelgrade weiter, so daß der Spulenaufnehmer, der vorher an der Einziehstation 28 angeordnet war, an einer Spulenaufnahmestation unter dem Wickelkopf 23 positioniert ist, wobei dieser Wickelkopf in Fig. 1 von einer Abdeckungs- bzw. Schutzplatte 29 verdeckt ist. Während durch den Wickelkopf 23 Windungen erzeugt werden, entstehen vorzugsweise andere Windungen durch den Wickelkopf 22, so daß die Maschinenzykluszeiten verringert werden können.

Vorzugsweise sind die Wickelköpfe 22 und 23 in Form von Baukasten- bzw. Modulgliedern ausgebildet, die relativ schnell auf dem Rahmen bzw. Gestell der Vorrichtung 21 befestigt oder hiervorn abgenommen werden können. Zu diesem Zweck sind die Wickelköpfe 22 und 23 im wesentlichen vollständig unabhängig, und jedes Modulglied enthält einen Fluidmotor 31, 32, der jeweils einem Wickelkopf beispielsweise mittels Riemen 33, 34 Antriebsleistung zuführt. Jeder der Wickelköpfe 22, 23 wird von einem Paar horizontalter, paralleler Querstützträger gehalten, die einen Teil des Rahmens 36 bilden und in Fig. 1 verdeckt sind. Jeder Wickelkopf ist durch Aufsätze bzw. Kappen oder Einstell- bzw. Klemmschrauben an seinem entsprechenden Paar von Stützquerträgern angeklemmt, und die Wickelköpfe 22, 23 können auf ihren Abstützungen eingestellt werden. Alternativ können die Wickelköpfe 22, 23 automatisch oder halbautomatisch längs ihrer Abstützungen positioniert werden.

In Fig. 4 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Wickelkopfes 22 dargestellt, wobei jedoch zur Erläuterung einiger Prinzipien der Teilen des Wickelkopfes zugeordneten Betriebsweise zuerst auf die schematischen Darstellungen aus Fig. 2 und 3 Bezug genommen wird.

Gemäß Fig. 3 dreht sich ein Wickelarm (Flyer) 38 um eine zentrale Achse 39. Der Flyer legt Windungen aus Draht 40 um die Spulenform 26, die gemäß Fig. 3 drei Windungsstufen 41, 42 und 43 enthält, wobei jede nachfolgende Stufe größer als eine vorhergehende Stufe ist. Wenn über jeder Stufe (beispielsweise der Stufe 41) Windungen erzeugt werden, werden die anfänglich gebildeten Windungen vom freien Ende der Form nach vorne und längs Spalten zwischen vorbestimmten Stiften oder Fingern 44 bewegt. Nachdem an der Stufe 41 eine vorbestimmte Anzahl von Windungen gebildet worden ist, wird die Spulenform 26 sprunghaft verstellt, d. h. axial oder in Längsrichtung längs der Achse 39 bewegt, so daß eine nächst größere Stufe 42 in einer Position angeordnet wird, in der auf ihr durch den Flyer 38 Windungen gebildet werden. Dieser sprunghafte Vorgang findet statt, während der Flyer 38 seine Drehbewegung bei einer großen Drehzahl fortsetzt. Nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Windungen auf der Wicklungsstufe 42 erzeugt worden ist, wird die Spulenform 26 erneut sprunghaft weiterbewegt, so daß die Wicklungsstufe 43 in der Wicklungsebene angeordnet ist und durch den Flyer 38 mit Windungen versehen wird. Es ist verständlich, daß eine Sprung- bzw. Schaltkraft auf eine Sprung- bzw. Schaltplatte 47 ausgeübt wird, mit der die Spulenform 26 verbunden ist. Die Art der Bewegungseinleitung der Sprungplatte wird detaillierter in Verbindung mit Fig. 4 erörtert, doch sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß ein Sprung- bzw. Schaltzylinder die Spulenform 26 und die Sprung- bzw. Schaltplatte 47 verbindet.

In Bezug auf Fig. 3 ist ferner festzustellen, daß die Drehposition eines Flyerarms 48 weitgehend ständig durch einen Positionsanzeiger überwacht wird, der als eine Scheibe 49 und ein magnetischer Sensor 51 dargestellt ist. Die Scheibe 49 ist mit 50 unter gleichem Abstand angeordneten Zähnen versehen und kann beispielsweise ein Zahnrad mit 50 Zähnen sein. Vorzugsweise sind die Bogenausmaße der Zahnflächen bzw. -flanken und der dazwischen befindlichen Räume gleich groß. Der Sensor 51 wird von dem Maschinenrahmen gehalten und gibt jedesmal dann einen Impuls ab, wenn sich die Vorderkante und die Rückkante eines jeden Zahns vorbeibewegen. Da die Zähne gleichförmig am Umfang der Scheibe 49 verteilt sind und da die Aussparungen oder Räume zwischen den Zähnen die gleichen Bogenausmaße wie die Zähne selbst haben, erzeugt der Sensor 51 während jeder Umdrehung der Spindel 52 100 Impulse; jeder nachfolgende Impuls zeigt an, daß sich der Flyerarm um einen Wert gedreht hat, der dem 0,01fachen einer Umdrehung oder 3,6 Winkelgrad entspricht.

Die Impulse vom Sensor 51 wurden über Leitungen 53, 54 einem Zähler 56 zugeleitet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform war der Zähler 56 ein elektronischer Zähler für fünf Dekaden. Der Zähler 56 kann programmiert sein, um die Anzahl der Windungen anzuzeigen, die für jede Spule einer jeden Spulengruppe (oder jedes Pols) und für unterschiedliche Anzahlen von Polen erwünscht sein kann. Das Programmieren kann durch Drehen von Daumenrad- bzw. Einstellknopfschaltern erfolgen, so daß die erwünschte kumulative Windungszählung vor jedem Sprung- bzw. Schaltpunkt durch Zähler an der Steuervorrichtung angezeigt wird. Drei Reihen von Zählereinstellungen und Daumenradschaltern 50 sind in Fig. 3 dargestellt, doch ist darauf hinzuweisen, daß eine verwendete Steuerung eine größere Kapazität als in Fig. 3 haben kann.

Wenn der Flyer 38 zunächst mit dem Wickeln einer Spulengruppe beginnt, wird bei jedem hundertsten Teil einer Umdrehung durch den Sensor 51 ein Impuls erzeugt. Sobald dem Zähler 56 eine Impulsanzahl zugeführt ist, die der in der Zählerreihe A voreingestellten Zahl entspricht, wird den Leitungen 57, 58 eine Spannung zugeführt, und diese Spannung bildet ein Sprung- bzw. Schaltsignal. Wenn dann die kumulative Anzahl von Impulsen der in der Reihe B des Zählers 56 dargestellten Vorwahlzählung entspricht, wird dem Zählerausgangskreis ein zweites Sprung- bzw. Schaltsignal zugeleitet. Für einen Dreispulenpol (oder eine Spulengruppe) gibt die in der Zählerreihe C voreingestellte Zahl die Gesamtzahl der für eine fertiggestellte Spulengruppe erwünschten Impulse wieder.

Ein durch die Leitungen 57, 58 übertragenes Sprungsignal wird an ein Luft- bzw. Pneumatikventil 59 angelegt, welches beispielsweise dergestalt ist, daß es das Zurückziehen eines geeigneten Verriegelungsstifts 61 einleitet und es der Sprung- bzw. Schaltplatte 47 ermöglicht, die Spulenform vorzubewegen, damit eine nächste nachfolgende Wickelstufe in der Wickelebene positioniert wird. Die Sprung- bzw. Schaltplatte 47 kann nur um einen Wert vorrücken, der ausreicht, um eine nachfolgende Wickelstufe in die Wickelebene zu bewegen. Die Mittel, durch die dieses begrenzte Vorrücken der Sprung- bzw. Schaltplatte erreicht wird, werden nachfolgend in Verbindung mit Fig. 4-7 näher beschrieben. Es ist festzustellen, daß der Zähler 56 eine Anzahl verschiedener Ausgangsanschlüsse hat und daß jeder Anschluß einer unterschiedlichen voreingestellten Zählerreihe entspricht, so daß jedes Signal einem unterschiedlichen Ventilsolenoid zugeführt werden kann.

In Fig. 4 sind zum Vereinfachen der Darstellung Teile fortgelassen. Es ist jedoch festzustellen, daß die Spulenform 26 aus einer Vielzahl von Teilen hergestellt ist, von denen zumindest zwei relativ zueinander eingestellt werden können.

Der vordere Spulenformabschnitt 63 (Fig. 2) ist vom verbleibenden Abschnitt der Spulenform durch einen Spalt 60 getrennt, von dem während eines Wickelvorgangs in Längsrichtung Stifte oder Finger 44 teleskopartig aufgenommen werden. Wenn um die Stufe 41 Drahtwindungen gelegt werden, bewegen sich die anderen zuvor erzeugten Windungen längs der Spalte 64, 65 zwischen zwei angrenzenden Fingern oder Stiften 44. Nach einem Spulenformsprung bewegen sich dann Windungen einer größeren Abmessung, die um die Stufe 42 gelegt worden sind, längs der Spalte 66, 67 bzw. 68, 69. Eine Störung der Wickelvorrichtung, gebrochene Überkreuzungsdrähte (Zwischenspulenleitungen) oder "kurze Windungen" können auftreten, wenn der letzte Windungsabschnitt, der um eine Wicklungsstufe gelegt werden soll, unbeabsichtigt in den falschen Spalt zwischen den Stiften 44 angeordnet wird. Dies kann jedoch durch ein präzises und genaues Steuern eines jeden Spulenformsprungs vermieden werden, so daß ein solcher Sprung nur während eines vorbestimmten Teils oder "Fensters" einer Flyerumdrehung auftritt. Das optimale "Fenster" für einen Sprung ist jedoch für jede Spule unterschiedlich. Es sei beispielsweise angenommen, daß eine Pfeillinie 70 die Bahn des Flyerarms während einer Umdrehung im Gegenuhrzeigersinn darstellt. Ein optimales Sprungfenster oder eine entsprechende Sprungperiode kann dann beginnen, wenn sich der Flyerarm am Punkt 73 befindet und wenn um die Stufe 41 Windungen gelegt sind. Zu dieser Zeit erstreckt sich ein Drahtabschnitt 72 vom Flyerarm zur Stufe 41, und die Spulenform kann ohne wesentliche Gefahr für den Drahtabschnitt 72 einer Sprung- bzw. Schaltbeeinflussung ausgesetzt werden, wobei der Drahtabschnitt 72 in einen anderen Spalt als den Spalt 65 bewegt wird. Der nächste Sprung sollte jedoch nicht früher als am Punkt 74 erfolgen, nachdem der Drahtabschnitt 77 für eine Bewegung in den Spalt 66 positioniert ist. Der Beginn optimaler Sprungfenster unterscheidet sich somit für jede verschieden große Spule und auch für gleich große Spulen, die während entgegengesetzter Drehrichtungen des Flyers erzeugt werden. Das für jeden individuellen Sprung existierende optimale "Fenster" erstreckt sich über einen Bruchteil einer Umdrehung, und das Ende eines solchen Fensters ist nicht in Fig. 4 dargestellt. Es ist jedoch festzustellen, daß die an den Punkten 73 und 74 beginnenden Fenster vor der Zeit enden, zu der ein Sprung zu einem Anordnen der Abschnitte 72, 77 in den Spalten 67, 69 usw. führen würde.

Unter Bezug auf Fig. 4 ist darauf hinzuweisen, daß Wickelköpfe, wie der Wickelkopf 22, eine Anzahl von relativ massigen bzw. schweren Teilen aufweisen und daß die verschiedenen mechanischen Bewegungen, die bei einem Wickelvorgang erforderlich sind, jeweils mit einer gewissen diskreten Zeitgröße zusammenhängen. Beispielsweise ergibt sich von der Zeit, da ein Signal an das Ventil 59 angelegt wird, eine gewisse mechanische Zeitverzögerung bis zu der Zeit, da der Verriegelungsstift 61 zurückgezogen wird. Es wurde jedoch festgestellt, daß bei einem vorgegebenen Wickelkopf die notwendige mechanische Zeitverzögerung relativ konstant bleibt. Zusätzlich ist für eine vorgegebene Flyerdrehzahl und eine vorgegebene Drahtgröße das "Sprungfenster" eine Konstante (für praktische Zwecke) für jeden Sprung bzw. Schaltvorgang. Wenn sich der Flyer 38 beispielsweise mit etwa 3000 U/min dreht, bewegt sich der Flyerarm 48 um etwa zwei Umdrehungen zwischen den Augenblicken, da ein Sprungbefehl vom Zähler 56 signalisiert wird und da der Spulenformaufbau tatsächlich zu einer nachfolgenden Axialposition gesprungen ist. Wenn das Wickeln auf einem Wickelkopf, wie dem Wickelkopf 22, beendet ist, ist es dementsprechend bevorzugt, den Wickelkopf mit darauf angebrachten Spulenformen auf einer Prüfbank anzuordnen und einen Spulenaufnehmer zum Aufnehmen von Windungen von der Spulenform zu positionieren. Es wird dann irgendeine erwünschte Windungszahl für erste, zweite und dritte Spulen (oder mehr, wenn es erwünscht ist) in beliebiger Weise ausgewählt, und die Daumenradschalter 50 in den Reihen A, B, C usw. des Zählers 56 werden so voreingestellt, daß die Wickelköpfe die erwünschte Windungszahl für eine Spulengruppe erzeugen. Es wird dann der Wickelkopf 22 betätigt und seine Betriebsweise überwacht. Zu dieser Zeit kann es erforderlich sein, die Einstellungen der Daumenradschalter auf dem Zähler 56 zu modifizieren, bis genau die erwünschte Windungszahl für jede Spule entwickelt worden ist, so daß die Überkreuzungsdrähte in den erwünschten Spalten angeordnet werden. Auf diese Weise ist es möglich, Eichdaten aufzustellen, die mit den elektronischen und mechanischen Teilen eines jeden Wickelkopfes in Beziehung stehen.

Beispielsweise kann auf einem Wickelmaschinenkopf eine anfängliche Eichung bzw. Einstellung die beliebige Auswahl einer dreispuligen Gruppe beinhalten, wobei die innere Spule 50 Windungen, die zweite Spule 60 Windungen und die äußere oder größere Spule 70 Drahtwindungen haben müssen. Da der Zähler 56 (siehe Fig. 3) eine auflaufende Anzahl von Windungen pro Pol registriert, wird hierbei die Zählerreihe A anfänglich auf den Wert 05000 eingestellt, so daß ein erster Sprung nach dem Bilden von 50 Windungen auftritt. Die Zählerreihe B wird auf den Wert 11000 eingestellt, so daß ein zweiter Sprung nach 110 Gesamtwindungen entsteht, während die Zählerreihe C auf den Wert 18000 eingestellt wird, so daß der Flyer nach 180 vollständigen Windungen stoppt bzw. anhält. Nach dem Wickeln eines solchen Pols mit einer Flyerdrehzahl von 3000 U/min und nach dem Zählen der Windungen in jeder Spule wird gewöhnlich festgestellt, daß die innere Spule ein oder zwei überschüssige Windungen aufweist und daß die äußere Spule um eine ähnliche Windungszahl zu kurz ist. Darüberhinaus wird der Überkreuzungsdrahtabschnitt aufgrund eines zufälligen Sprungs in einem Spalt angeordnet. Statt einer Einstellung des Zählers 56 auf eine Befehlsausgabe bei 50,00 Windungen und erneut bei 110,00 Windungen, wonach ein Stoppbefehl bei 180,00 Windungen folgt, wird der Zähler deshalb für einen zweiten Versuch neu eingestellt, so daß der erste Sprungbefehl bei 48 Windungen und der zweite Sprungbefehl bei 108 Windungen auftreten. Jedoch verbleiben die Schalter in der Reihe C des Zählers auf ihrer Einstellung bei der Gesamtwindungszahl, da der Wickelkopf 22 (ähnlich wie die meisten handelsüblichen Wickelköpfe) während der letzten wenigen Windungen in jedem Pol bremst und im wesentlichen ohne Zeitverzögerung gestoppt werden kann.

Wie es zuvor erwähnt wurde, kann ein Sprungsignal innerhalb eines hundertsten Teils einer Umdrehung gebildet werden, so daß die Überkreuzungsdrähte stets in einem erwünschten Werkzeugspalt angeordnet werden können. Die zwei rechtsseitigen Räder in jeder Reihe A, B, C usw. (siehe Fig. 3) identifizieren den Bruchteil einer Umdrehung bis zum nächsten Hundertstel, bei dem ein Sprungsignal erwünscht ist. So kann ein Wickelkopf geeicht werden, während er sich noch auf einer Prüfbank befindet, so daß ein Spulenformsprung nur dann stattfindet, wenn sich der Flyerarm in dem richtigen Fenster befindet, was für jede Spulenstufe gilt, so daß ein passendes Anordnen eines jeden Überkreuzungsdrahts sichergestellt wird. Nachdem der Wickelkopf 22 in der soeben erläuterten Weise geeicht worden ist, können die Eichdaten für verschiedene Kombinationen von Drahtgrößen, Spindeldrehzahlen und Spulenwindungszählungen aufgezeichnet werden; durch Bezugnahme auf solche Daten kann dann der Wickelkopf schnell im Bereich eingestellt werden, um gewickelte Spulengruppen irgendeiner erwünschten Anzahl von Spulen zu erzeugen, von denen jede irgendeine erwünschte Windungszahl hat, wobei dieser Vorgang bei irgendeiner erwünschten Drehzahl und mit irgendeiner erwünschten Drahtgröße erfolgen kann. Nachdem dann der Kopf eingestellt worden ist (durch Einstellen der Zählerreihen A, B, C usw.), können laufend Spulengruppen hergestellt werden.

Es wurde festgestellt, daß die obigen Eichungen weitgehend konstant bleiben, wenn sie einmal durchgeführt worden sind. Es ist jedoch bekannt, daß der Flyer während des Ausbildens eines jeden Pols bis zu einer maximalen Drehzahl beschleunigt und dann bis zu einer Ruheposition abbremst; die tatsächliche Flyerdrehzahl an einem Sprungpunkt häng davon ab, wieviele Windungen vor dem Sprung ausgebildet worden sind. Deshalb ist es auch bevorzugt, einen Tachometer vorzusehen, der zum Feststellen der tatsächlichen Spindeldrehzahlen benutzt werden kann. Ein solcher Tachometer kann beispielsweise sein Signal von der Scheibe 49 oder vom Sensor 51 ableiten. Der nunmehr beschriebene bevorzugte Aufbau ist auch dann nützlich, wenn verschiedene Maschinenteile verschleißen. Wenn beispielsweise Bremspolster oder -beläge 78 glatt oder abgenutzt werden, kann der Flyer 38 wenige Winkelgrade hinter einer erwünschten Stoppstelle anhalten. Dieser Vorgang kann schnell korrigiert werden, indem die Zählerreihe C des Zählers 56 so eingestellt wird, daß ein Stoppbefehl beispielsweise bei einem Wert von 17797 (177,97 Windungen) statt bei einem Wert von 18000 (180,00 Windungen) abgegeben wird. Obwohl es nunmehr verständlich ist, wird speziell nochmals darauf hingewiesen, daß eine Zählerreihenablesung von beispielsweise 00001 eine 0,01fache Umdrehung und eine Ablesung von 78410 784,10 Umdrehungen oder Windungen des Flyers 38 anzeigen.

Unter Bezug auf Fig. 4 werden nunmehr bauliche Details des Wickelkopfes 22 beschrieben. Zunächst ist festzustellen, daß ein Teil des Maschinenrahmens 84 in beiden Fig. 1 und 4 dargestellt ist und daß in den Fig. 3 und 4 dieselben Hinweiszahlen für ähnliche Teile benutzt wurden. Daher sind die Spindel 52 wie auch die Scheibe 49 und die Sprungplatte 47 leicht in Fig. 4 erkennbar.

Die Sprungplatte 47 wird mittels Sperrhebeln bzw. Anschlägen, die durch Zylinder 91 und 92 gesteuert werden, an einer axialen Bewegung längs der Spindel 52 gehindert. Diese Mechanismen werden nachfolgend in Verbindung mit Fig. 5 und 7 näher beschrieben. Während eines Wickelvorgangs dreht sich die Antriebsspindel 52 relativ zur Sprungplatte 47 und zum Wickelkopfrahmen 93. Von der Zeit des Drehbeginns des Flyers 38 bis zu seinem Stoppen wird Luft zu einer Antriebsmaschine in Form eines Luft- bzw. Pneumatikzylinders 94 geleitet, der über eine Verbindungsstange mit einer Antriebsplatte 97 verbunden ist. Die letztere ist mit der Sprungplatte 47 über einen Leergangsmechanismus verbunden, der drei in die Sprungplatte 47 eingeschraubte Führungsbolzen 98 enthält. Die Antriebsplatte 97 ist gegen die Sprungplatte 47 vorgespannt und preßt dazwischen angeordnete Federn 99 (mechanischer Energiespeicher) während der Zeit zusammen, da der Pneumatikzylinder 94 mit Druckluft versorgt wird. Die Federn 99 sind lose um die Bolzen 98 angeordnet. Sobald dann die Verriegelungs- bzw. Sperrstifte, die normalerweise eine Bewegung der Sprungplatte 47 hemmen, zurückgezogen werden, bewegt sich die Sprungplatte 47 infolge der sich ausweitenden Schraubenfedern 99 und der Bewegung der Verbindungsstange 96 unter dem Einfluß des Pneumatikzylinders 94 längs Führungsstangen 101, 102 (siehe Fig. 4) nach unten. Die Sprungplatte 47 unterliegt einer größeren Beschleunigung, wenn sie mit einer Antriebsmaschine (wie dem Zylinder 94) in der in Fig. 4 dargestellten Weise verbunden ist. Somit hängt das Beschleunigen der Sprungplatte 47 nicht allein von der Beschleunigung der Verbindungsstange 96 ab. Wenn ferner die Sprungplatte 47 von einem nachfolgenden Verriegelungsstift an einer weiteren Bewegung gehindert wird, kann die Kolbenstange 96 etwas langsamer abbremsen, weils sie die Antriebsplatte 97 übersteuert, und sie preßt die Schraubenfedern 99 wieder gegen die Sprungplatte 47.

Am Ende eines Wicklungszyklus für einen Pol, wenn die Sprungplatte 47 zu ihrer obersten Position zurückzuziehen ist, werden die Kolbenstange 96 zurückgezogen und die Sprungplatte 47 durch die Einwirkung der Antriebsplatte 97 auf die Köpfe der Bolzen 98 längs der Führungsstangen 101, 102 angehoben. Nach dem Anheben der Sprungplatte 47 in ihre oberste Position wird die Ventileinstellung für den Pneumatikzylinder 94 umgekehrt, und die Kolbenstange 96 wird erneut nach unten gedrückt, um die Schraubenfedern 99 an die Sprungplatte 47 angepreßt zu halten. Es ist darauf hinzuweisen, daß zwar die Spulenform-Stützplatte 103 in Fig. 4 dargestellt ist, daß jedoch die Spulenform zum Vereinfachen der Darstellung aus Fig. 4 fortgelassen wurde. Es ist verständlich, daß die Bremsscheibe 106 von der Antriebsspindel 52 getragen wird und daß Bremspolster bzw. -beläge 78 durch Tastvorrichtungen 100 gegen die Bremsscheibe gedrückt werden, wenn eine Beaufschlagung mit einem Stoppsignal von der Steuerung erfolgt.

Einzelheiten bezüglich der Beziehungen zwischen der Sprungplatte 47, dem Sprungrohr 46 und der Antriebsspindel 52 sind bei einer jetzt erfolgenden Betrachtung der Fig. 6 in Verbindung mit Fig. 4 besser verständlich. Es ist festzustellen, daß der äußere Laufring eines Lagers 107 in der Sprungplatte 47 eingeschlossen bzw. gehalten wird, während der innere Laufring des Lagers 107 von einer mit Gewinde versehenen Hülse 108 gehalten wird und sich frei mit dieser drehen kann, wobei sich die Hülse ihrerseits mit der Spindel 52 dreht, längs deren sie sich frei verschieben kann. Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß der innere Laufring des Lagers 107 mittels eines Paares von Abstandsgliedern 109, 110 an der Hülse 108 festgelegt ist, wobei die Abstandsglieder durch auf die Hülse 108 aufgeschraubte Ringe 111, 112 gegen den inneren Laufring des Lagers gedrückt werden. Die Hülse 108 kann sich daher frei mit der Antriebsspindel 52 relativ zur Sprungplatte 47 drehen. Da die Hülse 108 mit einem Gleitsatz vom Zylinder 52 aufgenommen wird, kann sie sich frei in dessen axialen Längsrichtung bewegen, wenn die Sprungplatte 47 in axialer Richtung "springt". So führt die Sprungplatte 47 während eines Sprunghubes beide äußeren und inneren Laufringe des Lagers 107 nach unten (in Fig. 6). Die Spindel 52 ist mit einem sich axial erstreckenden Schlitz 114 (siehe Fig. 6 und 3) versehen, und ein in der Hülse 108 eingeschlossener Bolzen 117 bewegt sich während eines Sprunghubes axial längs dieses Schlitzes 114.

Im Inneren der Antriebsspindel 52 wird eine andere Hülse 120 dazu gezwungen, sich mit dem Bolzen 117 zu drehen. Die Hülse 120 kann sich (ähnlich wie die Hülse 108) infolge eines Gleitsitzes während eines Sprunghubes axial längs der Spindel 52 verschieben. Diese innere Hülse 120 hält den äußeren Laufring eines weiteren Lagers 118, und der innere Laufring desselben ist an einem Sprungrohr 119 festgelegt. Es ist festzustellen, daß eine Abstandshalter- und Mutteranordnung 121, 122 dazu benutzt wird, um den inneren Laufring des Lagers 118 gegen eine Schulter auf dem Rohr 119 zu drücken. Das Rohr 119 weist von der Hülse 120 einen Abstand auf, so daß es an einer Drehung gehindert werden kann, obwohl sich die Hülse 120 mit dem Zylinder 52 dreht. Das Rohr 119 ist mittels irgendwelcher geeigneter Mittel, wie durch eine Schweißraupe oder durch Feststellschrauben, mit dem Sprungrohr 46 verbunden. Die Rohre 119 und 46 dienen auch als eine Führung für eine Abstreifstange 123, die zu geeigneten Zeiten betätigt wird, um nach dem vollständigen Wickeln einer Spulengruppe (oder eines Pols) die restlichen Windungen von einer Spulenform abzustreifen. Eine Betätigung der Abstreifstange 123 wird dadurch erreicht, daß einem langhubigen Zylinder (dem in Fig. 1 dargestellten und jedoch zur Vereinfachung der Zeichnung in Fig. 4 fortgelassenen Zylinder 125) Luft zugeführt wird. Wie es aus der vorherigen Erörterung verständlich ist, wird die Spulenform- Stützplatte 103 von dem Sprungrohr 46 gehaltent; das letztere wird wie auch die Stützplatte 103 an einem Drehen gehindert, und zwar mittels eines Stabilisierungsstiftes 126, der fest an der Platte 103 angebracht ist und von einer Stiftaufnahmeöffnung eines stationären Teils des Wickelkopfes 22 verschiebbar aufgenommen wird.

Es ist ersichtlich, daß der Stift 126 längs einer stationären Oberfläche des Wickelkopfgebildes gleitet, wenn sich die Spulenform- Stützplatte 103 axial bewegt. Am Ende eines Wickelunterzyklus (d. h., nachdem eine Spulengruppe gebildet worden ist) wird die Flyertrommel 38 an einer präzisen Stelle gestoppt, wie es durch die endgültige Windungszählungseinstellung auf der zuvor beschriebenen Steuerung bestimmt wird. Die Steuerungen für den Wickelkopf 22 veranlassen dann den Luftzylinder 94 zum Zurückziehen der Stange 96, und die Sprungplatte 47 wird angehoben, bis ein hiervon getragener Stift 128 (siehe Fig. 4) durch eine Öffnung 131 im Wickelkopfrahmen gelangt und gegen einen Grenzschalter 132 stößt, um zu signalisieren, daß die Spulenformen in ihre vollständig zurückgezogene Position bewegt worden sind.

Gemäß den Fig. 5 und 7 enthält jeder Wickelkopf zwei luftbetätigte, membrankolbengetriebene und die oben erwähnten Zylinder 91, 92 enthaltende Sperrhebel- bzw. Anschlagstoppbaugruppen 133 und 134. Diese Baugruppen sind im wesentlichen identisch, und deshalb wird nur die Baugruppe 134 detailliert beschrieben. Zunächst ist festzustellen, daß die Baugruppe 134 das zuvor erwähnte Luftventil 59 enthält. Die Baugruppen 133, 134 enthalten jeweils einen Anschlag- bzw. Verriegelungsstift 61, 136, und diese Stifte befinden sich normalerweise in ihrer Anschlagposition, wie es in Fig. 5 dargestellt ist.

Zu Beginn eines Wickelzyklus befindet sich der Anschlagstift 61 einer Anschlagstoppbaugruppe 134 in Kontakt mit einer Anschlagplattenoberfläche 137, die einen Teil des Sprungplattenaufbaus 138 bildet. So hält der Anschlagstift 61 den Aufbau 138 in einer angehobenen Position. Die Anschlagstoppbaugruppe 133 wird dann im Gleichgewicht gehalten, um den Sprungplattenaufbau 138 am Ende eines ersten Sprunghubes zu stoppen.

Wenn ein erster Sprungbefehl von dem Zähler 56 (siehe Fig. 3) abgegeben wird, erfolgt eine momentane Betätigung der Anschlagstoppbaugruppe 134 durch das Luftventil 59, so daß der Anschlagstift 61 momentan zurückgezogen wird, um hierdurch eine axiale Bewegung des Sprungplattenaufbaus 138 in einer Abwärtsrichtung zu ermöglichen, bis die Anschlagplatte 139 an dem Anschlagstift 136 der Anschlagstoppbaugruppe 133 anhält. Unmittelbar nachdem die Anschlagplattenoberfläche 137 den Anschlagstift 61 passiert hat, wird die Anschlagstoppbaugruppe 134 in ihren normalen Zustand zurückgeführt, so daß der Stoppblock 144 während der nächsten Sprungfolge durch den Anschlagstift 61 gestoppt wird. Es ist verständlich, daß während einer solchen nächsten Sprungfolge die Ausgangsgröße des Zählers 56 aus Fig. 3 an das Luftventil für die Anschlagstoppbaugruppe 133 angelegt wird. In nachfolgenden Sprungzyklen werden in der genannten Weise weitere Anschlagplattenoberflächen benutzt, die von Stoppblöcken 144, 146 getragen werden, die ihrerseits mit der Sprungplatte 47 verschraubt sind. Es wird darauf hingewiesen, daß diese Platte in Fig. 4 verdeckt ist.

Da die Anschlagstoppbaugruppen 133 und 134 identisch sind, werden nunmehr die Beziehungen von verschiedenen Teilen nur der Baugruppe 134 unter Bezug auf Fig. 7 beschrieben. Die Anschlagstoppbaugruppe 134 weist eine Luft- bzw. Pneumatikerregung durch das oben erwähnte Hochgeschwindigkeitsluftventil 59 auf. Ein Gehäuse für den Luftzylinder 92 besteht aus einem Deckelblock 147, einem Gehäuseblock 148 und einem Führungsblock 149. Diese Blöcke sind miteinander verschraubt, um einen luftdichten zylindrischen Hohlraum 151 zu bilden, in dem ein membranumschlossener Kolbenaufbau 152 arbeitet. Dieser besteht aus einem zentralen Kolben 153, der an jedem Ende durch Membranglieder 154 und 156 gekapselt ist. Die Membranglieder 154 und 156 sind durch Halteglieder 157 und 158 am Kolben 153 abgedichtet.

Der membranumhüllte Kolbenaufbau 152 wird mittels einer Kolbenstange 159 und einer Schraube 161 fest zusammengehalten und an dem Anschlagstift 61 festgelegt. Die Kolbenstange 159 erstreckt sich durch eine Öffnung 162 im Führungsblock 149 und ist mit einer Dichtung 163 versehen, um einen Luftaustritt aus dem Hohlraum 151 zu vermeiden. Der Anschlagstift 61 wird durch Rollen 166, 167, 168 und 169 dazu gezwungen, sich längs eines horizontalen Pfades zu bewegen, wie es auch Fig. 7 ersichtlich ist. Die Rollen 166, 167 werden durch den Führungsblock 149 gehalten, und die Rollen 168, 169 werden durch einen am Führungsblock 149 befestigten Rollenblock 171 gehalten. Das Membranglied 154 erstreckt sich zwischen dem Deckelblock 147 sowie dem Gehäuseblock 148 und wirkt dort als eine Luftdichtungsmanschette; demgegenüber erstreckt sich das Membranglied 156 zwischen dem Gehäuseblock 148 und dem Führungsblock 149, um dort als eine Luftdichtungsmanschette zu wirken.

Der Anschlagstift 61 wird infolge des durch das Luftventil 59 zugeführten Luftdrucks in seiner normalen Schließposition gehalten. Die Luft wird durch einen Luftdurchgang 172 in einen Lufthohlraum 173 geleitet, wo sie auf eine Fläche 174 des membranumhüllten Kolbenaufbaus 152 einwirkt, wodurch dieser gemäß Fig. 7 nach links gedrückt wird. Wenn das Ventil 59 zum Einleiten einer Sprungfolge betätigt wird, wird der Durchgang 172 nach außen entlüftet und Hochdruckluft (beispielsweise Luft unter einem absoluten Druck von etwa 6,3 bar) in den Luftdurchgang 176 und daher in den Lufthohlraum 164 geleitet, um den Kolbenaufbau 152 gemäß Fig. 7 nach rechts zu drücken und den Anschlagstift 61 zurückzuziehen. Der letztere wird nur momentan zurückgezogen und sofort in seine normale Position eingeschoben. Jedoch sind der Anschlagstift 61 und die Anschlagplatten so geformt, daß die letzteren ihre an den Anschlagstiften vorbeiführende Bewegung fortsetzen, nachdem sie einmal ihre Bewegung begonnen haben.

Claims (7)

1. Verfahren zum Wickeln von mehreren Spulen mit unterschiedlichem Umfang, wobei ein Wickelarm zum Wickeln einer ersten Spule um eine erste Stufe einer mehrstufigen Spulenform gedreht wird, wenigstens einige Windungen der ersten Spule entlang Schlitzen eines Spulenaufnehmers bewegt werden, die Spulenform nach dem Wickeln der ersten Spule bei geeigneter Wickelarmstellung entlang der Rotationsachse des Wickelarms sprunghaft relativ zu dem Wickelarm und dem Spulenaufnehmer bewegt wird, bis eine zweite Stufe der Spulenform im Bereich des Wickelarms liegt und dann eine zweite Spule um die zweite Stufe der Spulenform gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Spulenform für mehr als zwei unterschiedlich bemessene Spulen (wobei mehrere sprunghafte Verschiebungen erfolgen) der optimale Verschiebungsbereich und damit der optimale Auslösezeitpunkt für jede sprunghafte Verschiebung gesondert festgelegt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sprunghaften Verschiebungen durch eine Kraft von einer Antriebsmaschine (94) und eine Kraft von einem mechanischen Energiespeicher (99) auf zumindest eines der relativ beweglichen Teile erfolgen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenform (26) bewegt wird und als Energiespeicher mehrere Federn (99) verwendet werden, die zwischen einer durch die Antriebsmaschine (94) bewegbaren Platte und einer mit der Spulenform beweglichen Platte eingespannt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung des optimalen Auslösezeitpunkts mit dem Wickelarm eine Zahnscheibe umläuft, und die Drehpositionen ihrer Zähne an einem Referenzpunkt abgetastet werden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Sperrhebel zum Hemmen einer Verschiebung der Spulenform (26) vorgesehen sind, wobei im Falle einer Freigabe durch den ersten Sperrhebel eine Bewegung einer mit der Spulenform verbundenen Sprungplatte (47) in Abhängigkeit von Kräften des Energiespeichers (99) und der Antriebsmaschine (94) möglich ist, und wobei bei einem Anschlag der Sprungplatte (47) an dem zweiten Sperrhebel die Verschiebung der Spulenform (26) gebremst ist, indem die von der Antriebsmaschine gelieferte Kraft durch den Energiespeicher (99) aufgenommen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (99) einen Mechanismus mit Leergang bzw. totem Spiel aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmaschine (94) einen Strömungszylinder aufweist.