DE2829943C2 - Wickelanordnung mit einem von einem impulsgespeisten Motor zwischen zwei Begrenzungsebenen eines Wickelkörpers verfahrbaren Drahtführelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wickelanordnung zum Wickeln elektrischer Spulen mit einem impulsgespeisten Motor zwischen zwei Begrenzungsebenen eines Wickelkörpers verfahrbaren Drahtführelement, dessen Verfahrrichtung jeweils bei Erreichen eines jeweils einem kurz vor der Begrenzungsebene liegenden Verfahrort zugeordneten Stellungsgebers mittels einer von den Stellungsgebern beeinflußbaren Steuereinrichtung umgesteuert wird.

Eine aus der US-PS 40 46 175 bekannte derartige Wickelanordnung setz·, als Stellungsgeber eine Schaltungsanordnung ein, in der die Zahl der dem Motor eingegebenen Schrittinipulse mit einem von der zu bewickelnden Länge des Wickelkörpers abhängigen, gespeicherten Umsteuerwert verglichen wird. Jeweils bei Koinzidenz der Schrittimpulswahl mit dem Umsteuerwert erfolgt die Umsteuerung des Drahtführelementes; die nach der Umsteuerung des Drahttührelementes an den Motor abgegebenen Schrittimpulse werden erneut von Null an bis zur Koinzidenz mit dem Umsteuerwer t gezählt

Bei einer aus der DE-OS 22 30 947 bekannten Wickelanordnung verursacht die Ankunft des Drahtführeiementes bei Erreichen eines kurz vor der Begrenzungsebene eines Wickelkörper gelegenen Verfahrortes nicht nur eine Umkehr der Verfahrrichtung des Fadenführelementes, sondern auch die Erregung eines mit dem Fadenführer gekoppelten Elektromagneten. Damit wird das Fadenführelement verschoben, so daß

ίο trotz der Umkehr der Antriebsrichtung des Fadenführelementes dieses noch durch die Hublänge des Elektromagneten vorgegebenen Weg in der vor dar Umkehr liegenden Verfahrrichtung ausführt Mit dieser Anordnung soll erreicht werden, daß die Spule auch in den den Begrenzungsebenen nahe gelegenen Endbereichen nicht von der im mittleren Bereich derselben vorliegenden Querschnittsform abweicht

In der Praxis ist zu beobachten, daß bei gleichbleibender Lage der Stcllungsgeber und bei gleichbleibendem Aufsteckort der Wickelkörper Veränderungen der Spulenquerschnittsabmessungen in den Endbereichen der Wickelkörper gegenüber dem mittleren Bereich derselben auftreten. Dies ist durch unterschiedliche Wickeigeschwindigkeit bzw. davon abhängiger unterschiedlicher Verfahrgeschwindigkeit des Drahtführelementes und/oder durch Toleranzen, insbesondere in der Länge der Wickelkörper, begründet und muß während des Betriebes durch Veränderung der Stellungsgeber ausgeglichen werden. Da die Toleranzen maximal wenige Drahtdurchmesser betragen, muß die mechanische Ausgestaltung, insbesondere Lagerung der Stellungsgeber, so ausgebildet sein, daß definierte Verschiebungen der Stellungsgeber um kleinste Beträge — beispielsweise um zehntel Millimeter — möglich sind.

Dies zwingt zu einer aufwendigen Ausgestalung der Lagerung der Stellungsgeber und insbesondere der für die Einstellung notwendigen Justier- und Ablesevorrichtungen.

Bei einer weiteren, aus der DE-OS 20 33 284

•Ό bekannten Wickelanordnung wird eine Nachstellung der Siellungsgeber bei sich verändernden Flanschabständen der Wickelkörper vermieden. Dies geschieht im wesentlichen dadurch, daß das Drahtführelement eine um kleine Weglängen relativ zu ihr längsbewegliche Stange mit einer den Flanschabstand übersteigenden Länge aufweist; die Stange trägt zwei Meßsonden, die jeweils einem der beiden Wickelflansche zugeordnet sind. Bei einer Annäherung der Meßsonde an den zugeordneten Wickelflansch bis auf einen von der Ansprechschwelle der Meßsonde bestimmten Abstand zum Wickelflansch gibt die Meßsonde ein Reversiersignal an einen Motorsteuerkreis ab. Diese Art der Anpassung des optimalen Reversierzeitpunktes an wechselnde Betriebsverhältnisse erzwingt demgemäß eine aufwendige Ausgestaltung des Drahtführelementes.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Anpassung der eingangs definierten Wickelanordnung an die jeweils vorliegenden Betriebs-Verhältnisse, insbesondere an die unterschiedlichen Längen der von zwei Wickelflanschen begrenzten Wickelräume, zu erzielen, ohne aufwendige Einstellapparaturen bereit-"istelien; insbesondere sollen die Anpassungen in kurzer Zeit durchgeführt werden können. Diese Aufgabe wird erlindungsgemäß dadurch gelöst, daß der impulsgespeiste Motor bei Ansprechen jeweils eines der Stellungsgeber eine einer mittels einer einstellbaren Zähleinrichtung wählbaren Zahl von

Schrittimpulsen entsprechende, der Angleichung der Wicklungsoberfläche an eine Zylinderfläche dienende Wartezeit stillgesetzt ist

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß mit der beim Wickein elektrischer Spulen üblichen hohen Geschwindigkeit auf einen Wickelkörper auflaufende Drähte auch nach Fortfall des Vorschubes des Drahtführelementes zumindest noch einige Windungen in der davor vorliegenden Vorschubrichtung bilden. Auch ohne Vorschub im Endbereich der Wickelspule wird also ein sauberes Wickelbild erzielt, d. h, daß sich die Durchmesser der Spule im Endbereich nicht oder nur kaum gegenüber dem des mittleren Bereichs der Wickelspule unterscheiden. Toleranzbedingte Änderungen des Abstandes zwischen dem im Moment des Erreichens des Stellungsgebers vorliegenden Auflaufpunkt des Drahtes auf dem Wickelkörper und der im allgemeinen durch die Innenfläche eines Spulenbegrenzungsflansches vorgegebenen Begrenzungsebene des Wickelkörpers und/oder veränderte Vorschubgeschwindigkeit des Drahtführelementes führen nun dennoch dazu, daß sich das Wickelbild der Spule verändert Beispielsweise wird bei Verlängerung des ein einwandfreies Wickelbild bewirkenden Abstandes der Spulendurchmesser im Endbereich mit steigender Lagenzahl der Wicklungen immer weiter gegenüber dem Durchmesser der Spule im mittleren Bereich abfallen; es ergibt sich insgesamt eine konvexe Kontur der Wicklung. Bei toleranzbedingter Verringerung des Abstandes des Auflaufpunktes im Moment des Erreichens des Stellungsgebers und der Begrenzungsebene wird dagegen der Durchmesser in diesem Endbereich gegenüber dem Durchmesser der Spule im mittleren Bereich ansteigen; es stellt sich insgesamt eine konkave Kontur der Wicklung ein.

Bei vielen Spulen ist wegen der an die Spule gestellten Anforderung der Erzeugung eines definierten Feldlinienbildes eine derartige Abweichung nicht zuzulassen. Bei der Verschiebung der angestrebten zylindrischen Kontur in Richtung auf eine konkave Wicklungskontur tritt darüber hinaus die Gefahr auf, daß der Durchmesser im Randbereich der Wicklung über zumindest eine Kantenlänge eines rechteckigen Begrenzungsflansches oder gar über den Durchmesser eines kreisförmigen Flansches anwächst und damit zumindest einige Windungen über die Begrenzungsebene herausgedrückt werden.

Die Erfindung gestattet nun eine bezüglich sowohl des apparativen als auch des zeitlichen Aufwandes günstige Anpassung an die jeweils vorliegenden Betriebsverhältnisse, insbesondere an veränderte Spulenkörperlänge, durch das Vorsehen der einstellbaren Zähleinrichtung, mit der die Pause zwischen den beiden einander entgegengesetzten Verfahrrichtungen variiert werden kann. Ein besonderer Vorteil dierer manuell einstellbaren Zähleinrichtung besteht darin, daß sie während des Betriebes verstellt werden kann, d. h., daß während des automatischen Wickeins von Spulen keine Stillsetzungen vorgenommen werden müssen. Dies ist insbesondere in zeitgemäßen verketteten Fertigungsstraßen von besonderer Bedeutung, in denen Wickelanordnungen zumeist vervielfacht nebeneinander in eine Reihe von Bearbeitungseinrichtungen eingefügt sind, die entweder das nachfolgende Wickeln vorbereiten oder sich daran anschließende Arbeitsgänge — Anwickeln eines Wickeldrahtendes an Anschlußstifte, Kolophonieren, Löten — durchführen. Durch die einfache Anpassung an die Länge der gerade bearbeiteten Charge von Wickelkörpern wird also nicht nur eine Stillsetzzeit der Wickslanordnungen, sondern auch der mit diesen in einem Fertigungstakt verketteten weiteren Arbeitsstationen vermieden.

Die Einstellung der Zähleinrichtung kann durch manuell zu betätigende Schalter derselben erfolgen; ebenso ist ein entsprechender Eingriff in eine alle wicklungsrelevanten Daten enthaltende Programmsteuereinrichtung möglich. Beispielsweise kann dann

ίο von der Programmsteuereinrichtung die gewählte Zahl von Impulsen in die Zähleinrichtung eingegeben werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Steuereinrichtung einen Zähler aufweist, der von den Stellungsgebern derart gesteuert ist, daß die ab Beginn der Wartezeit auftretenden Schrittimpulse gezählt werden, und dessen Zählerstand mit dem eingestellten Wert der Zähleinrichtung mittels einer Vergleichereinrichtung verglichen wird, die bei Koinzidenz den impulsgespeisten Motor zur Aufnahme weiterer, eine umgekehrte Verfahrrichtung implizierender Schrittimpulse freischaltet.

Ein derartiger Zähler muß nur zur Verarbeitung einer der der maximalen Toleranzbreite entsprechenden Zahl von Schrittimpulsen ausgelegt werden und kann insofern mit verhältnismäßig geringem Aufwand hergestellt sein.

Es ist aber auch denkbar, einen üblichen Zähler zur Verarbeitung einer verhältnismäßig großen Impulszahl ständig an einen die Schrittimpulse abgebenden Impulsgenerator anzuschließen und den Zähler mit einem im Moment des Ansprechens eines der Stellungsgeber von diesem gesetzten Rückstelleingang auszustatten.

Um eine Anpassung an Unsymmetrien toleranzbedingter Abweichungen zu erzielen, wird vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Steuereinrichtung einen weiteren Zahler aufweist, daß beide Zähler unabhängig voneinander einstellbar sind und daß jeweils ein Zähler einem der beiden Stellungsgeber zugeordnet ist.

Es ist im Rahmen der Erfindung weiterhin als vorteilhaft anzusehen, daß die Stellungsgeber mit ihrer Wirkebene an einem kurz vor den Begrenzungsebenen liegenden Verfahrort angeordnet sind; die Stellungsgeber können dabei insbesondere als Näherungsinitiatoren ausgebildet sein. Eine derartige Anordnung und Ausbildung der Stetlungsgeber ist mit verhältnismäßig geringem apparativem Aufwand zu realisieren.
Die Erfindung wird im foldenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels dargestellt, das in

F i g. 1 im wesentlichen ein Blockschaltbild der im Rahmen der Erfindung eingesetzten Steuereinrichtung und in den

F i g. 2 und 3 Beispiele typischer Veränderungen des Wickelbildes von Spulen aufgrund von Toleranzschwankungen der Wickelkörperbreite zeigt.

In der F i g. 1 ist eine Wickelanordnung mittels eines impulsgespeisten Motors 1 und eines Fadenführers 2 schematisch angedeutet. Der Fadenführer 2 ist zwischen zwei durch Flansche 3, 4 eines Wickelkörpers 5 festgelegten Begrenzungsebenen verfahrbar. Den beiden Begrenzungsebenen bzw. Flanschen 3, 4 sind Stellungsgeber 6, 7 zugeordnet, die lediglich der besseren Übersichtlichkeit wegen an der dem Fadenführer 2 abgewandten Seite des Wickelkörpers 5 dargestellt sind.

Der impulsgespeiste Motor erhält seine Schrittimpul-

se von einem nicht dargestellten Impulsgenerator, der seinerseits unter dem Steuereinfluß einer Programmsteuereinrichtung steht. Die Programmsteuereinrichtung legt in bekannter Weise die Zahl der Windungen je Wicklung fest. Die Schrittimpulse werden gleichzeitig einem elektronischen Zähler 8 zugeführt, der mit einem Ausgang an eine Vergleichereinrichtung 9 angeschlossen ist. Ein anderer Eingang der Vergleichereinrichtung 9 steht mit einer Zähleinrichtung 10 in Verbindung, an der eine Zahl von Impulsen einstellbar ist, die bei Anzeige der gleichen Zahl von Impulsen im elektronischen Zähler 8 bzw. der Abgabe eines korrespondierenden Signals an die Vergleichereinrichtung 9 zu der Abgabe eines Stellbefehls für ein Flip-Flop 11 führt. Der Ausgang des Flip-Flops 11 ist mit einem UND-Gatter 12 verbunden, dessen anderer Eingang an die mit dem nicht dargestellten Impulsgenerator verbundene Impulsleitung angeschlossen ist.

Wenn der Fadenführer 2 einen der Stellungsgeber 6,7 erreicht, gibt der entsprechende Stellungsgeber an einen Rückstelleingang des elektronischen Zählers 8 einen Schaltimpuls ab, der zur Rückstellung des elektronischen Zählers auf den Nullpunkt führt. Zugleich wird das Flip-Flop 11 umgeschaltet und damit die Abgabe weiterer Schrittimpulse an den impulsgespeisten Motor 1 bzw. an den vorgeschalteten Verstärker 13 unterbunden. Die Schrittimpulse werden bei stillgesetztem impulsgespeisten Motor 1 so lange weiter in den elektronischen Zähler 8 eingegeben, bis der Zählerstand gleich der durch die einstellbare Zähleinrichtung 10 vorgegebenen Zahl von Impulsen ist. Ein entsprechender Stellausgang der Vergleichereinrichtung 9 schaltet im Moment der Koinzidenz das Flip-Flop 11 wieder in seine Ausgangslage zurück, so daß der impulsgespeiste Motor 1 erneut mit Schrittimpulsen versorgt wird, die zu einer Verfahrbewegung des Fadenführers 2 in entsprechend umgekehrter Richtung führen.

Ist das Wickelbild der auf den Wickelkörper 5 aufgebrachten Wicklung in einer in F i g. 2 schematisch angedeuteten Weise ballig (konvexe Wicklungskontur), wird der an der Zähleinrichtung 10 manuell eingestellte Zahlenwert erhöht; die Pause, in der der impulsgespeiste Motor 1 nicht mit Schrittimpulsen versehen ist, wird dadurch vergrößert. Der Zahlenwert wird dabei — beispielsweise jeweils nach dem Wickeln einer weiteren Spule so lange verändert, bis sich ein einwandfreies zylindrisches Wickelbild ergibt.

Ist im Gegensatz zum geschilderten Betriebsfall das Wickelbild in einer in der F i g. 3 schematisch angedeuteten Weise konkav ausgebildet, so wird der an der Zähleinrichtung 10 manuell eingestellte Zahlenwert verkleinert. Entsprechend wird die Pause, in der der impulsgespeiste Motor 1 steht, und damit der Wicklungsdurchmesser an den Flanschenden kleiner. Auch in diesem Fall wird empirisch der Zahlenwert ermittelt, der zu einer exakten zylindrischen Wicklung führt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Wickelanordnung zum Wickein elektrischer Spulen mit einem von einem impulsgespeisten Motor zwischen zwei Begrenzungsebenen eines Wickelkörpers verfahrbaren Drahtführelement, dessen Verfahrrichtung jeweils bei Erreichen eines jeweils einem kurz vor der Begrenzungsebene liegenden Verfahrort zugeordneten Stellungsgebers mittels einer von den Stellungsgebern beeinflußbaren Steuereinrichtung umgesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der impulsgespeiste Motor (1) bei Ansprechen jeweils eines der Stellungsgeber (6, 7) eine einer mittels einer einstellbaren Zähleinrichtung (10) wählbaren Zahl von Schrittimpulsen entsprechende, der Angleichung der Wicklungsoberfläche an eine Zylinderfläche dienende Wartezeit stillgesetzt ist

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Zähler (8) aufweist, der von den Stellungsgebern (6, 7) derart gesteuert ist, daß die ab Beginn der Wartezeit auftretenden Schrittimpulse gezählt werden, und dessen Zählerstand mit dem eingestellten Wert der Zähleinrichtung (10) mittels einer Vergleichereinrichtung (9) verglichen wird, die bei Koinzidenz den impulsgespeisten Motor (1) zur Aufnahme weiterer, eine umgekehrte Verfahrrichtung implizierender Schrittimpulse freischaltet

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (8) ständig an einen Schrittimpulse abgebenden Impulsgenerator angeschlossen ist und einen im Moment des Ansprechens eines der Stellungsgeber (6, 7) von diesem Rückstelleingang aufweist

4. Anordnung nach Ansp-uch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen weiteren Zähler aufweist, daß beide Zähler unabhängig voneinander einstellbar sind und daß jeweils ein Zähler einem der beiden Stellungsgeber zugeordnet ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungsgeber (6, 7) als Näherungsinitiatoren ausgebildet sind.