DE2722914B2

DE2722914B2 - Spulen-Wickelvorrichtung

Info

Publication number: DE2722914B2
Application number: DE2722914A
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Kobayashi; Yoshio Miura; Koue Yusa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-05-24
Filing date: 1977-05-20
Publication date: 1979-05-17
Also published as: JPS5551311B2; DE2722914C3; DE2722914A1; US4114432A; JPS52142260A

Description

Die Erfindung i'ezieht sich auf eine Spulen-Wickelvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs I beschriebenen, aus der FR-PS 21 60 276 bekannten Art.

Bei der bekannten Spulen-Wickelvorrichtung werden die Windungen der Spulen von der Biegeeinrichtung zunächst vorgebogen und darauf auf die Richtanordnung geführt Die Richtelemente der Richtanordnung sind in Form die Windungen an ihrem äußeren Umfang haltenden, radial verstellbaren Anschlägen ausgebildet.

Bei diesem Aufbau haben die Windungen nur so lange eine bestimmte, stets gleichbleibende Form und insbesondere einen gleichen Durchmesser, wie sie von den Richtelementen gehalten wjrden. Verlassen sie jedoch bei der Bildung der nachfolgenden Spulen die Richtelemente, so dehnen sie sich infolge der dem Material innewohnenden Elastizität wieder aus. Da aber die Elastizität des zur Spule zu biegenden länglichen Gegenstandes über seine Länge nicht konstant ist, ist schließlich auch der Durchmesser der einzelnen Windungen einer Spule nicht gleich. Infolgedessen entstehen bei Benutzung der bekannten Spulen-Wickelvorrichtung Spulen, deren Windungen gegeneinander verzogen sind und die bald einen größeren, bald einen kleineren Durchmesser aufweisen, so daß ihre äußere Oberfläche über die gewünschte Zylinderfläche hinaus- oder von dieser zurückspringt. Die Spulen müssen daher in erheblichem Maße nachbearbeitet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spulen-Wickelvorrichtung zu schaffen, mit der Spulen mit gleichmäßigem Windungsdurchmesser hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Spulen-Wickelvorrichtung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I beschriebenen Maßnahmen gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Richtelemente aus Walzenanordnungen bestehen, die dem länglichen Gegenstand mehrfach ein Biegemoment erteilen, durch das die ihm innewohnende Elastizität überwunden und er gleichmäßig bleibend verformt wird.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen

der Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 9, wobei es aus der bereits genannten FR-PS 21 60 276 an sich bekannt ist, eine Einstelleinrichtung für den Abstand zwischen der Basis und der Biegeeinrichtung vorzusehen (Anspruch 7) bzw. aus der US-PS ·; 31 35 477, die äußere Umfangs-Oberfläche der Walzen einer Spulen-Wickelvorrichtung so zu gestalten, daß jede Windung der Spule unier ihrem Eigengewicht nach unten beweglich ist

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der in Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 die schematische Draufsicht der Richtanordnung einer Spulen-Wickelvorrichtung,

F i g. 2 eine detallierte Draufsicht der Richtanordnung der F ig. 1,

F i g. 3 ein Vertikalschnitt V-V der F i g. 2, F i g. 4 den Querschnitt VI-VI der F i g. 3, F i g. 5 den Querschnitt VII-VII der F i g. 4 und F i g. 6 den Querschnitt Vl 11-VI11 der F i g. 4.

Gemäß F i g. 5 wird ein geradliniger, länglicher Leiter 101 einer Biegeeinrichtung 106 zugeführt Diese enthält eine auf einer Seite des länglichen Leiters 101 angeordnete Walze 108 und zwei auf der anderen Seite des Leiters 101 angeordnete Walzen 107 und 109. Der zwischen diesen Walzen 107, 108 und 109 gehaltene längliche Leiter 101 wird durch das durch die Walzen 107, 108 und 109 auf ihn ausgeübte Drehmoment zu einer Windung einer Spule 112 gebogen.

Der zu einer kreisförmigen Windung der Spule 112 m gebogene Leiter 101 wird einer Richtanordnung 120 zugeführt in der der Durchmesser der Windung der Spule 112 auf einen vorbestimmten Wert d bestimmt wird. Die Richtanordnung 120 enthält eine Basis 130 und mehrere Walzenanordnungen 121 und 122, die auf der ;~> Basis 130 gelagert und auf dem Umfang der Windung der Spule 112 in Abständen voneinander angeordnet sind. Von jeweils zwei nebeneinander angeordneten Walzenanordnungen 121 und 122 enthält die Walzenanordnung *k21 zwei Walzen 123 und 124, die in Radialrichtung innerhalb der Windung der Spule 112 angeordnet sind, und eine Walze 125, db sich radial außerhalb der Spule befindet Die zweite Walzenanordnung 122 enthält eine radial innerhalb der Windung der Spule 112 angeordnete Walze 126 und zwei radial -r> außerhalb der Spule angeordnete Walzen 127 und 128.

Gemäß Fig.2 und 3 ist die Basis 130 an ihrer Kante mit fünf längs ihres Umfanges in Abständen voneinander angeordneten Ausschnitten 131 versehen. In jedem Ausschnitt 131 befinde*, sich ein L-förmiger, länglicher -.i> Winkel 132, der an der Unterseite der Basis 130 derart befestigt ist, daß er sich längs der nach innen weisenden Oberfläche des Ausschnittes 131 erstreckt. Jeder L-förmige, längliche Winkel 132 und die Unterseite der Basis 131 begrenzen zwischen sich eine Führungsnut 132a. In die Führungsnut 132a jedes Ausschnittes 131 ist ein Gleiter 140 eingesetzt, der radial zur Windung der Spule 112 gleitend beweglich ist.

Die Basis 130 ist in einem Abstand neben einer festen Trägerstange 111 angeordnet. An der Unterseite der mi feststehenden Trägerstange 111 sind mit je einem Ende zwei Paare von Platten 134 befestigt, die von der Trägerplatte 111 vertikal nach unten ragen. Zwischen jedem Plattenpaar 134 erstreckt sich eine Stange 135, auf die, gleitend beweglich, eine zylindrische Buchse 136 h^r> gesetzt ist. Die zylindrischen Buchsen 136 sind je über eine Verbindungsstang J 170 mit einem Rahmen 133 verbunden, der seinerseits an der Basis 130 befestigt ist.

Ein Handrad 138 ist mit einer Gewindespindel 139 versehen, die in eine Gewindeöffnung in einer Wand einer zylindrischen Buchse 136 geschraubt ist Wird das Handrad 138 gedreht, so stößt die Gewindespindel 139 mit ihrem vorderen Ende an der Stange 135 an. Hierdurch werden die zylindrischen Buchsen 136 festgeklemmt und ihre Bewegung gegenüber den Stangen 135 wird verhindert

Wird das Handrad 138 gedreht, so daß die zylindrischen Buchsen 136 entriegelt werden, so sind diese gegenüber den Stangen 135 frei beweglich. Die Basis 130 kann dann zum Biegeapparat 106 hin oder von diesem weg bzw. in den in F i g. 2 mit Q bezeichneten Richtungen bewegt werden. Auf diese Weise ist der Abstand zwischen der Biegeeinrichtung 106 und der Basis 130 derart einstellbar, daß der Abstand die Hälfte des Durchmessers dder Windung dir Spule 112 beträgt Zu dieser Zeit wird das Handrad 138 in der Gegenrichtung gedreht und die zylindrischen Buchsen 136 werden festgeklemmt so de·'; deren Bewegung gegenüber den Stangen 135 verhindert wird. Durch Einstellung des Abstandes zwischen der Biegeeinrichtung 106 und der Mitte O der Basis 130 ist es möglich, Spulen mit in einem weiten Bereich unterschiedlichem Durchmesser herzustellen.

Radial innerhalb der Windung der Spule 112 ist jeder Gleiter 140 mit ein oder zwei öffnungen versehen, die je eine Achse 141a (Fig.3) aufnehmen. Die Achsen 141a weisen ein unteres Ende mit einem K.opf, einen oberen mit einem Gewinde versehenen Endteil und einen Teil mit vergrößertem Durchmesser zwischen dem unteren und oberen Ende auf. Die Walzen 123, 124 und 126 der Walzenanordnungen 121 und 122, die radial innerhalb der Windung der Spule 11.2 angeordnet sind, sind mittels Lagern zwischen dem unteren Kopf und dem Zwischenteil mit vergrößertem Durchmesser mittels Lagern gelagert Der obere Gewindeteil jeder Achse 141a erstreckt sich nach oben durch jeden Gle^:ier 140 hindurch. Auf die oberen Gewindeteile ist je eine Mutter 145a geschraubt, so daß die Achsen 141a fest am zigehörigen Gleiter 140 sitzen. Die Gleiter 140 sind zusätzlich radial außerhalb der Windung der Spule 112 mit einem oder mit zwei Schlitzen 144 versehen, in denen je eine Achse J416 beweglich ist. Die Achsen 141Z? weisen je ein unteres Ende mit einem Kopf, einen oberen mit einem Gewinde versehenen Endteil und einen Zwischenteil 142 (Fig. 3) mit vergrößertem Durchmesser auf, der zwischen dem unteren und oberen Ende angeordnet ist. Die Walzen 125, 127 und 128 der Walzenanordnungen 121 und 122, die radial außerhalb der Windung der Spule 112 angeordnet sind, sind mittels Lagern 143 zwischen dem unteren Kopf und dem Zwischenteil 142 mit vergrößertem Durchmesser mittels Lagern 143 auf den Achsen 141 b gelagert. Auf den durch jeden Gleiter 140 hindurchragtnden ODeren, mit einem Gewinde versehenen Endteil jeder Achse 1416 ist eine Mutter 1456 geschraubt. Durch Lösen der Muttern 1456 und Verschieben der Achsen 1416 in den Schlitzen 144 ist _-s möglich, den Abstand zwischen den Walzen der Walzenanordnungen 121 und 122 einzustellen, die radial innerhalb der Windung der Spule 112 angeordnet sind, und den Walzen der Walzenanordnungen, die radial außerhalb der Windung der Spule 112 angeordnet sind. Hierdurch ist eine Einstellung entsprechend dem Durchmesser des länglichen Leiters 101 möglich.

Mit dem radial inneren Ende jedes Gleiters 140 ist ein nach oben ragender Flansch 146/verbunden. Die radial

äußeren Enden von Gewindespindeln ISO sind mit den Flanschen 146/der Gleiter 140 versehen und ragen von den Flanschen 146/in Richtung zur Mitte O. Auf die mit einem Gewinde versehenen Teile der Gewindespindeln

150 sind Muttern 152 geschraubt, die jeweils mittels eines Lagers 153 drehbar an der Basis 130 befestigt sind (Fig.6). Durch Drehung der Mutter 152 in Richtung t wird die Gewindespindel 150 radial in Richtung eines Pfeils η bewegt. Ein Ende jeder Mutterl52 ist mit einem flansch 151 a verbunden, das andere Ende ist mit einem Schneckenrad 151 verbunden. Das Lager 153 ist zwischen dem Flansch 151a und dem Schneckenrad 151 angeordnet, so daß eine Radialbewegung der Mutter 152 verhindert wird. Gemäß Fig. 5 sind zwischen der Basis 130 und dem Rahmen 133 mittels Lagern 156 mehrere Schneckenwellen 157 drehbar gelagert, an denen jeweils eine Schnecke 154 und ein Ritzel 155 befestigt sind. Die Schnecke 154 kämmt mit dem Schneckenrad 151. Bei Drehung des Schneckenrades

151 in Richtung t werden die Schnecke 154 und das Ritzel 155 in Richtung s gedreht. Das Ritzel 155 kämmt mit einem Stirnrad 158, das mittels eines Keils 160 auf einer Welle 159 befestigt ist. Die Welle 159 ist mit einem am Rahmen 133 befestigten Motor 161 verbunden (F ig. 3).

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Spulen-Wikkelvorrichtung beschrieben. Nach Einschalten des Motors 161 dreht sich das Stirnrad 158 in Richtung eines Pfeils r in F i g. 4. Hierdurch drehen sich die am Umfang des Stirnrades 158 in Abständen voneinander angeordneten Ritzel 155 gleichzeitig in Richtung eines Pfeils 5. Die Schnecken 154 wirken jeweils als Einheit mit einem Ritzel 155. Laufen die Ritzel 155 in Richtung des Pfeils 5 (Fig. 5) um, so drehen sich die Schneckenräder 151 in Richtung eines Pfeils t. Da jedes Schneckenrad 151 frei im Lager 153 drehbar ist (Fig.6), bewegt sich die zugehörige, mit der Mutter 152 in Eingriff stehende Gewindespindel 150 in Richtung n. Damit bewegen sich die Gleiter 140, die jeweils mit einer Gewindespindel 150 verbunden sind, in Radialrichtung η von der Mitte O weg. Somit können die Walzenanordnungen 121 und 122 automatisch in Stellungen gebracht werden, in denen die Krümmung der Windung der Spule 112 derart bestimmt werden kann, daß der Durchmesser der Windung der Spule 112 auf einen bestimmten Wert d eingestellt wird (F i g. 3).

Die Walzenanordnungen 121 und 122 arbeiten folgendermaßen (Fig. 1). Der durch die Biegeeinrichtung 106 zunächst kreisförmig zu einer Windung der Spule 112 gebogene Leiter 101 wird durch die innen angeordnete Walze 123 der ersten Walzenanordnung 121 in Richtung eines Pfeils E, darauf durch die außen angeordnete Walze 125 dieser Richteinrichtung 121 in Richtung eines Pfeils Fentgegen der Richtung des Pfeils fund schließlich durch die innen angeordnete Walze in Richtung E entgegen dem Pfeil F gebogen. Da der kreisförmig gebogene Leiter 101 durch die nächstfolgenden Walzenanordnungen 121 und 122 läuft wird er wiederholt der beschriebenen Einwirkung durch die Walzen unterworfen, so daß der kreisförmig gebogene Leiter 101 zu einer Windung der Spule 112 mit einem vorbestimmten Durchmesser geformt werden kann. Die Walzenanordnungen 121 und 122 sind so angeordnet, daß zwei nebeneinander befindliche Walzenanordnun-"> gen den Leiter 101 in entgegengesetzten Richtungen biegen. Somit kann der Krümmungsradius der Windung der Spule 112, die durch die Biegeeinrichtung 106 kreisförmig gebogen wurde, durch die Walzenanordnungen 121 und 122 derart korrigiert werden, daß der

in Innendurchmesser der Spule 112 auf einen vorbestimmten Wert gebracht wird.

Der Leiter 101 wird durch die Biegeeinrichtung 106 kreisförmig zu einer Windung der Spule gebogen. Die Walzen der Walzenanordnungen 121 und 122 sind längs

I) des Umfanges der Windung der Spule 112 radial innerhalb und außerhalb der Windung der Spule 112 angeordnet. Von zwei nebeneinander befindlichen Walzenanordnungen übt die eine ein Biegemoment in einer Richtung auf die Windung der Spule 112 aus, die

2<> entgegengesetzt ist der Richtung des Biegemoments, das durch die andere Walzenanordnung auf die Windung ausgeübt wird. Somit wird der Krümmungsradius der durch die Walzen der Walzenanordnungen 121 und 122 gehaltenen Windung der Spule 112 automatisch

_>ϊ derart korrigiert, daß die Windung der Spule 112 einen vorbeslimmten Durchmesser erhält. Bei Verwendung der Spulen-Wickelvorrichtung ist es möglich, einfach und zwangsläufig eine große Anzahl von Spulen mit dem gleichen Durchmesser herzustellen.

)<> Die inneren und äußeren Walzen 123 bis 128 der Walzenanordnungen 121 und 12? sind in Gruppen jeweils auf einem Gleiter 140 gelagert. Die Gleiter 140 sind mit den Gewindespindeln 150 verbunden, die mit Hilfe des Elektromotors 161 über das Getriebe gleichzeitig in Radialrichtung bewegt werden können. Durch diese Eigenschaft ist es möglich, sämtliche Walzenanordnungen 121 und 122 in die gewünschte Stellung zu bringen, wenn der Durchmesser der herzustellenden Spulen geändert werden soll.

Die Walzen 125, 127 und 128 der Walzenanordnungen 121 und 122, die radial außen von der durch die Biegeeinrichtung 106 gebildeten Windung der Spule 112 angeordnet sind, sind in Richtung des Pfeils η in den in den Gleitern 140 ausgebildeten Schlitzen 144 beweglich.

Somit kann der Abstand zwischen den inneren Richtwalzen, die die Innenseite der Windung der Spule berühren, und den äußeren Richtwalzen, die die Außenseite der Windung der Spule berühren, entsprechend dem Durchmesser B (Fig.3) des Leiters 101 eingestellt werden. Durch diese Eigenschaft kanr die Spulen-Wickelvorrichtung leicht auf Leiter unterschiedlicher Größen eingestellt werden.

Bei dem vo/stehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind fünf Walzenanordnungen vorgesehen; ihre Anzahl kann aber je nach dem Durchmesser der herzustellenden Spulenwindungen erhöht oder verringert werden. Statt des elektrischen Antriebsmotors 161 kann auch ein anderer Antriebsmechanismus, beispielsweise ein Hydraulikmotor verwendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Spulen-Wickelvorrichtung zur Erzeugung einer Spule durch Biegen eines geradlinigen, länglichen Gegenstandes mit einer Biege-Einrichtung zum Biegen des geradlinigen, länglichen Gegenstandes in Windungen der Spule, mit einer zur Festlegung des Durchmessers der Spule dienenden Richtanordnung, die eine Basis sowie mehrere auf der Basis gelagerte und längs des Umfangs der durch die Biege-Einrichtung gebildeten Windungen der Spule in Abständen voneinander angeordnete Richtelemente aufweist, mit Positioniereinrichtungen zur radialen Positionierung jeweils einer Richtanordnung in Bezug auf den Krümmungsmittelpunkt der Spule, und mit einer Abstands-Einstelleinrichtung für den Abstand zwischen der Basis und der Biege-Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtelemente Walzenanordnungen (121,122) sind, die jeder Windung der Spule (112) zur Korrektur ihrer Krümmung ein Biegemoment erteilen.

2. Spulen-Wickelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine von zwei benachbarten Walzenanordnungen (121, 122) jeder Windung der Spule (112) ein Biegemoment in einer Richtung entgegen der Richtung erteilt, in der die andere Walzenanordnung die Windung der Spule mit einem Biegemoment beaufschlagt

3. Spulen-Wickelvorrichiung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Walzenanordnung (122) ?:ne ungerade Anzahl (wenigstens eine) von radial innerhalb jeder Windung der Spule (112) angeordneten Walzen (126) and eine gerade Anzahl von radial außerhalb der Windung der Spule angeordneten Walzen (127,12^) enthält, und daß die andere Walzenanordnung (121) eine gerade Anzahl von radial innerhalb jeder Windung der Spule angeordneten Walzen (123, 124) und eine ungerade Anzahl (wenigstens eine) von radial außerhalb der Windung der Spule angeordneten Walzen (125) enthält.

4. Spulen-Wickelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtanordnung (120) zur Festlegung des Durchmessers der Spule (112) ferner Einrichtungen (144) zur Einstellung des radialen Abstandes zwischen den radial innerhalb jeder Windung der Spule (112) angeordneten Walzen (123,124,126) und den radial außerhalb der Windung der Spule angeordneten Walzen (125,127, 128) in jeder der Walzenanordnungen (121, 122) enthält.

5. Spulen-Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniereinrichtungen jeweils einen Gleiter (140), auf dem die Walzenanordnung (121,122) gelagert ist, sowie eine Gewindespindel (150), die je an einem Ende (146/^des Gleiters (140) befestigt ist und sich in Richtung zum Krümmungsmittelpunkt (O) jeder Windung der Spule (112) erstreckt, ein drehbares Schneckenrad (151), das über die Gewindespindel (ISO) gesetzt ist und zu ihrem Antrieb radial zur Spule dient, eine Schnecke (154), die über ein Ritzel (155) mit dem Schneckenrad in Eingriff steht, und einen Antrieb(16l)zum Drehen der Schnecken (154) aufweisen.

6. Spulen-Wickelvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des radialen Abstandes zwischen den radial inner

halb und außerhalb der Windung der Spule angeordneten Walzen jeder Gleiter (140) mit wenigstens einem radial verlaufenden Schlitz (144) versehen ist, in dem entweder die radial außerhalb oder die radial innerhalb der Windung der Spule (1Ϊ2) angeordneten Walzen der jeweiligen Walzenanordnung (121,122) gleitend aufgenommen sind.

7. Spulen-Wickelvorrichtung nach- einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine feststehende Trägerstange (111) vorgesehen ist, und daß die Abstands-Einstelleinrichtung von der festen Trägerstange (111) getragene Stangen (135), zylindrische Gleiter (136), die an der Basis (130) befestigt und je gleitend beweglich auf eine der Stangen gesetzt sind, und Einrichtungen (138, 139) zum Festklemmen der zylindrischen Gleiter (136) an den Stangen (135) enthält

8. Spulen-Wickelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangs-Oberfläche der Walzen (123 bis 128) so gestaltet ist daß jede Windung der Spule (112) unter ihrem Eigengewicht nach unten beweglich ist