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Verfahren zum Wickeln elektrischer Spulen
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wickeln elektrischer Spulen
auf einen Spulenkörper mit Begrenzungsflanschen, von denen mindestens einer mit
Anschlußelementen zur Aufnahme von Wickeldrahtenden ausgestattet ist, mit einem
zwischen den Begrenzungsflanschen verfahrbaren Drahtführer und einer von zwei den
Begrenzungsflanschen zugeordneten Stellungsgebern beeinflußbaren Steuereinrichtung
mit einem Windungszähler.
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Bei den meisten elektrischen Spulen bildet die Zahl der Windungen
Je Wicklung kein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Windungen Je Lage der Wicklung.
Dies führt dazu , daß die Wicklungen nicht unmittelbar an einem der beiden Begrenzungsflansche,
sondern an einem beliebigen Ort zwischen den beiden Begrenzungsflanschen enden.
Es ist in diesem Zusammenhang bekannt, nach der letzten Windung das Drahtführelement
mit dem Draht in Richtung auf den Begrenzungsflansch zu verfahren, ohne
daß
dabei der Spulenkörper eine Rotationsbewegung ausführt. Nach Erreichen des Begrenzungsflansches
erfolgt die Herausführung des Drahtes in Richtung auf das Anschlußelement, wobei
hierbei der als störend anzusehende Umstand auftreten kann, daß der Draht vom Ort
der letzten Windung ansteigend über die eigentliche Spulenoberfläche hinausragt.
Diese Trennung des Wicklungsdrahtendes von der Oberfläche des Spulenkörpers vergrößert
die Möglichkeit nachfolgender Schädigungen des Drahtes erheblich.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren
anzugeben, das mit geringem Aufwand das Heranführen der jeweils letzten Windung
einer Wicklung unmittelbar in den Bereich des das zugehörige Anschlußelement tragenden
Begrenzungsflansches ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist im Rahmen des eingangs definierten Verfahrens
vorgesehen, daß in einem Zählspeicher ein das Doppelte der Windungszahl je Lage
repräsentierender Zahlenwert gespeichert wird, daß. ein die Zahl der noch aufzubringenden
Windungen angebender Momentanwert des Windungszählers mit dem Zählspeicherinhalt
verglichen wird, daß aus der Koinzidenz des Momentanwertes mit dem Zählspeicherinhalt
ein Vorbereitungssignal abgeleitet wird, das im nachfolgenden Moment der Ankunft
des Drahtführers an dem das zur Aufnahme des Wicklungsdrahtendes vorgesehene Anschlußelement
tragenden Begrenzungsflansch die Abfrage des bei dieser Ankunft vorliegenden zweiten
Momentanwertes einleitet, und daß mittels eines die Zahl der nach dieser Ankunft
aufgebrachten Windungen registrierenden zweiten Windungszählers nach dem Wickeln
einer der Hälfte des zweiten Momentanwertes entsprechenden Zahl von Windungen die
Verfahrrichtung des Drahtführers umgekehrt wird.
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Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist außer in
dem Umstand, daß die jeweils letzten Windungen einer Wicklung unmittelbar im Bereich
eines Begrenzungsflansches ausgeführt sind, darin zu sehen, daß die Steuereinrichtung
mit einfachsten Mitteln an sämtliche Wicklungen, d. h. an die unter schiedlichsten
Zahlen von Windungen sowohl Je Lage als auch Je Wicklung, anpaßbar ist. Der Steuereinrichtung
muß Jeweils nur in üblicher Weise die Zahl der insgesamt aufzubringenden Windungen
vorgegeben und in den Zählspeicher muß ein einziger Zahlenwert, der der Zahl der
Windungen für zwei Lagen der Wicklung entspricht, eingegeben werden. Mit diesen
beiden Daten ist der gesamte Steuerablauf eindeutig vorgegeben, da damit sichergestellt
ist, daß in dem Moment, in dem der Fadenführer den Begrenzungsflansch mit dem für
die Aufnahme des Wicklungsendes vorgesehenen Anschlußelement erreicht und die Zahl
der noch aufzubringenden Windungen kleiner als die Zahl der auf zwei Lagen entfallenden
Windungen ist, nach dem Aufbringen der Hälfte der restlichen Windungen eine Umkehr
des Fadenführers und damit ein Eintreffen desselben am Begrenzungsflansch im Moment
der letzten vom ersten Windungszähler noch zu registrierenden Windung erfolgt.
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Die Ermittlung der Hälfte der noch aufzubringenden Windungen wird
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dadurch realisiert, daß der
zweite Windungszähler auf den zweiten Momentanwert einstellbar und mit einer gegenüber
der Zählfrequenz des Windungszählers doppelten Taktfrequenz rückstellbar ist. Bei
Anwendung dieses Verfahrens kann unabhängig von der Zahl der Windungen Je Lage immer
bei Erreichen des Nullwertes des rückwärts getakteten Zählers ein Stellsignal abgeleitet-..werden.
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In einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
weist der Windungszähler vorzugsweise eine Einstellvorrichtung zur Vorgabe eines
der Zahl der Windungen je Wicklung entsprechenden Zahlenwertes auf und ist im Takt
der aufgebrachten Windungen bis auf 'Null' rückstellbar. Zweckmäßigerweise ist die
Einstellvorrichtung Bestandteil der Steuereinrichtung und leitet am Beginn Jedes
neuen Wickelvorganges die Abgabe eines der Zahl der aufzubringenden Windungen entsprechenden
Zahl von Zählimpulsen ein. Denkbar ist aber auch die Ausstattung des Windungszählers
mit einem Setzeingang, über den bei Anbieten einer entsprechenden Bitkombination
der Zähler in einem Schritt auf den gewünschten Zahlenwert eingestellt wird.
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Die Ermittlung der Koinzidenz zwischen Nomentanwert und dem in den
Zählspeicher eingegebenen Zahlenwert wird vorzugsweise mittels einer üblichen Vergleichereinrichtung
durchgeführt. Der Ausgang der Vergleichereinrichtung führt bei Koinzidenz ein Vorbereitungssignal
und gibt dlreses an einen, an die Vergleichereinrichtung angeschlossenen Signalapeicher
ab.
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Vorzugsweise ist ein Ausgang des Signal speichers an einen Eingang
eines UND-Gatters angeschlossen, dessen anderer Eingang von wenigstens einem Stellungsgeber
beeinflußbar und dessen Ausgang an einen Setzeingang des zweiten Windungszählers
angeschlossen ist. Bei Koinzidenz des Momentanwertes des ersten Windungszählers
mit dem Zahlenwert des Zählspeichers wird also ein Vorbereitungssignal an ein UND-Gatter
abgegeben und dieses UND-Gatter damit für die-nachfolgende Durchschaltung in dem
Moment vorbereitet, in dem der Fadenführer den Begrenzungsflansch mit dem für die
Aufnahme
des Wicklungsendes vorgesehenen Anschlußelement erreicht.
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Im Moment der Ankunft des Fadenführers an diesem Stellungsgeber erhält
der zweite Eingang des UND-Gatters ebenfalls Schaltpotential; das Ausgangssignal
des UND-Gatters leitet nun die Zählung der noch aufzubringenden Windungen ein.
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Dabei kann der diesen Windungen entsprechende Zahlenwert im zweiten
Windungszähler durch Parallelschaltung des zweiten Windungszählers zum ersten Windungszähler
erfolgen; beide Windungszähler wUrden demgemäß von Beginn der Wicklung an gegen
'Null' getaktet. Ebenso ist es möglich, im Moment der Abgabe des Schaltsignals vom
UND-Gatter eine serielle Übertragung der im ersten Windungszähler noch anzuzeigenden
Impulse mit sehr hoher Taktfrequenz vorzunehmen. Als besonders vorteilhaft ist jedoch
anzusehen, daß ein ein den jeweiligen Momentanwert repräsentierendes Signal führender
Ausgang des Windungszählers an einen Stelleingang des zweiten Windungszählers angeschlossen
ist. Im Moment der Abgabe eines Schaltsignals vom UND-Gatter an einen Setzeingang
des zweiten Windungszählers erfolgt also die bitparallele Übertragung des Zählerstandes
des ersten Windungszählers an den zweiten Windungszähler.
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Die als vorteilhaft anzusehende Verdoppelung der Zählfrequenz des
zweiten Windungszählers gegenüber der Zählfrequenz des ersten Windungszählers wird
vorzugsweise derart - realisiert, daß einem Zähleingang des zweiten Windungszählers
eine Impulsübers etzungseinrichtung mit dem Übersetzungsverhältnis 2 : 1 vorgeschaltet
ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bezieht sich
auf den Umstand, daß die Anschluß elemente
auf verschiedenen Spulenkörpern
jeweils unterschiedlich angeordnet bzw. unterschiedlich angeschlossen werden können.
Beispielsweise können zwei Anschluß elemente für den Anfang und das Ende einer Wicklung
auf demselben Begrenzungsflansch oder auf zwei verschiedenen Begrenzungsflanschen
angeordnet sein. Außerdem können bei gleichbleibender Aufstecklage der WicEQlkörper
Wicklungsanfang und Wicklungsende miteinander vertauscht sein. Eine steuerungstechnisch
besonders einfache Anpassung an die unterschiedlichen Verhältnisse bei den untsrschiedlichen
Spulentypen geschieht bei der Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß beide Stellungsgeber
an einen Eingang jeweils eines weiteren UND-Gatters angeschlossen sind, dessen jeweils
zweiter Eingang bei Zuordnung des entsprechenden Stellungsgebers zu dem das Ende
der Wicklung aufnehmenden Anschlußstift Schaltsignal führt. Die Einfügung in die
Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt dabei - sofern
ein Ausgang des Signalspeichers mit einem UND-Gatter verbunden ist - dadurch, daß
die Ausgänge der beiden weiteren UND-Gatter zusammengefaßt an den anderen Eingang
des an den Ausgang des Signalspeichers angeschlossenen UND-Gatters geführt sind.
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Die Erfindung wird im-.folgendën aizhand- eines schemãtisch.
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dargestellten Ausführungsbeispiels erläuert. ~ Die in der Figur dargestellte
Anordnung dient dem Wickeln elektrischer Spulen auf Spulenkörper 1 mit Spulenflanschen
2, 3, die schematisch angedeutete Anschlußstifte 4, 5 tragen. Der Wickeldraht wird
mittels eines von einem Schrittmotor angetriebenen Fadenführers 6 zwischen den Spulenflanschen
2, 3 hin und her verfahren.
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Zwei Stellungsgeber 7, 8 sind den beiden Spulenflanschen 2, 3 derart
zugeordnet, daß bei Ankunft des Fadenfüh-
rers 6 an einem der beiden
Stellungsgeber 7, 8 ein entsprechender Steuerbefehl an eine Motorsteuereinrichtung
9 abgegeben wird, die Schrittimpulse für den nicht dargestellten Schrittmotor von
einem Zählgeber 10 erhält.
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Der Zählgeber 10 ist darüber hinaus auch an einen Eingang eines Windungszählers
11 angeschlossen, der mittels einer Stelleinrichtung 12 auf einen der Zahl der Windungen
Je Wicklung entsprechenden Zahlenwert einstellbar ist.
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Ein Ausgang des Windungszählers 11 ist an einen Eingang einer Vergleichereinrichtung
13 angeschlossen, deren anderer Eingang mit dem Ausgang eines Zählers 14 in Verbindung
steht. In den Zähler 14 werden bei Beginn eines Wickelvorganges jeweils von einer
nicht dargestellten Programmsteuerung Zählimpulse in einer dem Doppelten der Zahl
der Windungen je Lage entsprechenden Anzahl eingegeben.
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Stimmt der Momentanwert des Windungszählers 11 mit dem dem Vergleicher
13 seitens des Zählers 14 angebotenen Wert überein, wird über einen Ausgang der
Vergleichereinrichtung 13 ein Vorbereitungssignal an ein Flip-Flop 15 abgegeben.
Das Flip-Flop 15 speichert das Vorbereitungssignal und liefert an seinem Ausgang
ein vorbereitendes Schaltpotential für ein UND-Gatter 16. Ein anderer Eingang des
UND-Gatters 16 wird von einem Ausgang eines ODER-Gatters 17 gespeist, dessen beide
Eingänge jeweils Ausgänge weiterer UND-Gatter 18, 19 darstellen. Die UND-Gatter
18, 19 sind mit einem ihrer Eingänge jeweils an einen der Stellungsgeber 7, 8,mit
dem Jeweils anderen Eingang an die nicht dargestellte Programmsteuereinrichtung
angeschlossen; die Programmsteuereinrichtung legt durch Signal an einen Eingang
eines
der beiden UND-Gatter 18, 19 fest, an welchem Begrenzungsflansch
2, 3 das Ahschlußelement 4, 5 befestigt ist, das der Aufnahme des Wicklungsdrahtendes
dienen soll.
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Erreicht der Fadenführer 6 nach Speicherung des Vorbereitungssignals
im Flip-Flop 15 den Begrenzungsflansch (beispielsweise 3), der das für die Aufnahme
des Wicklungsdrahtendes vorgesehene Anschlußelement 5 trägt, so führt das dadurch
erzeugte Signal des Stellungsgebers 8 zur Durchschaltung des mittels seines zweiten
Einganges von der Programmsteuereinrichtung vorbereiteten UND-Gatters 18 und damit
über das Ausgangssignal des nachgeschalteten ODER-Gatters 17 zur Durchschaltung
des UND-Gatters 16. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 16 gibt Schaltpotential an
einen Setzeingang eines zweiten Windungszählers 20. Der Windungszähler 20 ist ebenfalls
als "RückwärtszÇhler" ausgebildet und weist einen an einen Ausgang des ersten Windungszählers
11 angeschlossenen Stelleingang auf. Im Moment der Abgabe von Schaltpotential an
den Setzeingang des Windungszählers 20 erfolgt eine Übertragung des Zählerstandes
des Windungszählers 11 an den Windungszähler 20. Während des Aufbringens weiterer
Windungen auf den Wickelkörper 1 wird der zweite Windungszähler 20 vom Zählgeber
10 mittels der ffbersetzereinrichtung 21 mit doppelter Frequenz getaktet, so daß
nach dem Wickeln der Hälfte der Windungszahl, die in den zweiten Windungszähler
20 eingespeist worden ist, bereits der Zählwert 'Null' des zweiten Windungszählers
20 erreicht ist. Der zweite Windungszabler 20 ist derart ausgestaltet, daß er bei
Erreichen des Zählwertes 'Null' an einem separaten Eingang ein Signal führt. Dieses
Signal ist an den Eingang zweier UND-Gatter 22, 23 geführt, deren jeweils anderer
Eingang von der nicht dargestellten Programmsteuereinrichtung ge-
speist
ist. Im vorliegenden Beispiel legt die Programmsteuereinrichtung Schaltpotential
an den zweiten Eingang des UND-Gatters 22, so daß die Motorsteuerung 9 einen Schaltbefehl
zur Umkehr des Fadenführers 6 in Richtung auf den Begrenzungsflansch 3 erhält.
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1 Figur 11 Ansprüche