DE2830644C2 - Verfahren zum Wickeln elektrischer Spulen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wickeln elektrischer Spulen auf einen Spulenkörper mit Begrenzungsflanschen, von denen mindestens einer mit Anschlußelementen zur Aufnahme Wickeldrahtenden ausgestattet ist, mit einem zwischen den Begrenzungsflanschen verfahrbaren Drahtführer und einer von zwei den Begrenzungsflanschen zugeordneten Stellungsgebern beeinflußbaren Steuereinrichtung zur Steuerung des Drahtführers mit einer Einstellvorrichtung zum Speichern und Eingeben von Windungszahlen in einen die Zahl der noch aufzubringenden Windungen angebenden Windungszähler. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Anordnung sind aus der DE-OS 22 30 947 bekannt.

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 Drahtführele-

ίο ment mit dem Draht in Richtung auf len 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.

Ein weiteres — aus der US-PS 40 46 175 bekanntes — Verfahren zum Wickeln elektrischer Spulen auf einen Spulenkörper erlaubt es, den Wickelvorgang derart zu steuern, daß die letzte Windung der Wicklung am Ort eines der beiden Begrenzungsflansche des Spulenkörpers anliegt. Um dies zu erreichen, wird der Abstand benachbarter Windungen durch Variation der Schrittfrequenz eines die longitudinal Relativbewegung zwischen Drahtführer und Spulenkörper bestimmenden Schrittmotors derart gesteuert, daß die Gesamtwindungszahl der Wicklung ein ganzzahliges Vielfaches der Lagenwicklungszahl ist. Dieses Verfahren beeinflußt also den Wicklungsaufbau, was wegen der damit

verbundenen F'eldveränderüngeri irrt Betrieb der gewikkelten Spule nicht generell zugelassen Werden kann. Darüber hinaus ist eine Anpassung einer nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtung an Unterschiedliche

Bauformen und Windungszahlen von Spulen nur empirisch, d. h. nach mehreren Probeläufen möglich.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, das Heranführen der jeweils letzten Windung einer Wicklung in den Bereich des das zugehörige Anschlußelement tragenden Begrenzungsflansches mit geringem Aufwand und insbesondere mit einer unkomplizierten Anpaßbarkeit an unterschiedliche Spulenbauformen zu ermöglichen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist im Rahmen des eingangs definierten in Verfahrens vorgesehen, daß in einem Zählspeicher ein das Doppelte der Windungszahl je Lage repräsentierender Zahlenwert eingegeben und gespeichert wird, daß der 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 Drahtführer an dem das zur Aufnahme des Wicklungsdrahtendes vorgesehene Anschlußelement tragenden in Begrenzungsflansch die Abfrage des bei dieser Ankunft vorliegenden zweiten Momentanwerte-j einleitet, und daß mittels eines die Zahl der nach dieser / nkunfi aufgebrachten Windungen registrierenden zweiten Windungszählers nach dem Wickeln einer der Hälfte 2> des zweiten Momentanwertes entsprechenden Zahl von Windungen die Verfahrrichtung des Drahtführers umgekehrt wird.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist außer in dem Umstand, daß die jeweils in 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 unterschiedlichsten 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 Drahtführer den Begrenzungsflansch mit dem für die Aufnahme des Wicklungsendes vorgesehenen Anschlußelement erreicht und die Zahl der noch aufzubringenden Winduigen 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 -¹Ti Begrenzungsflansch im Moment der letzten vom ersten Windungszähler noch zu registriererden Windung erfolgt.

Die Ermittlung der Hälfte der noch aufzubringenden Windungen wird gemäß einer bevorzugten Ausfüh rungsform der Erfindung dadurch realisiert, daß der zweite Windungszähler auf den zweiten Momentanwert einstellbar und mit einer gegenüber der Zählfrequenz des Windungszählers doppelten Zählfrequenz rückstellbar ist. Bei Anwendung dieses Verfahrens kann unabhängig von der Zahl der Windungen je Lage immer bei Erreichen des Nullwertes des rückwärts getakteten Windungszählers ein Stellsignal für die Umkehr der Verfahrrichtung abgeleitet werden-

In einer Anordnung zur Durchführung des erfind dungsgemäßen Verfahrens wird die Ermittlung der Koinzidenz zwischen Momentanwert Und dem in den Zählspeicher eingegebenen Zahlenwert vorzugsweise

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mittels einer üblichen Vergleichereinrichtiing durchgeführt. Der Ausgang der Vergleiehereinrichtung führt bei Koinzidenz ein Vorbereitungssignal und gibt dieses an einen, an die Vergleiehereinrichtung angeschlossenen Signalspeicher ab.

Vorzugsweise ist ein Ausgang des Signalspeichers an einen Eingang eines UND-Gatters angeschlossen, dessen anderer Eingang von wenigstens einem Stellungsgeber beeinflußbar und dessen Ausgang an einen Setzeingang des zweiten Windungs'zählers 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 Drahtführer den Begrenzungsflansch mit dem für die Aufnahme des Wicklungsendes vorgesehenen Anschlußelement erreicht. Im Moment der Ankunft des Drahtführers an diesem Stellungsgeber erhält der zweite Eingang des UND-Gatters ebenfalls Schaltpotential; das Ausgangssignal d°· UND-Gatters leitet nun die Zählung der noch aufzubringenden Windungen ein.

Dabei kann der diesen Windungen entsprechende Zahlenwert im zweiten Windungszähler durch Parallelschaltung des zweiten Windungszählers zum ersten Windungazähler erfolgen; beide Windungszähler würden 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 Windungszähiers 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.

Die als vorteilhaft anzusehende Verdoppelung der Zählfrequenz des zweiten Windungszählers gegenüber der Zählfrequenz des ersten Windungszählers wird vorzugsweise derart realisiert, daß einem Zählein^ang des zweiten Windungszählers eine Impulsübersetzungseinrichtung mit dem Übersetzungsverhältnis 2: 1 vorgeschaltet ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bezieht sich auf den Umstand, daß die Anschlußelemente auf verschiedenen Spulenkörpern jeweils unterschiedlich angeordnet bzw. unterschiedlich angeschlossen werden können. Beispielsweise können zwei AnsdiluiJelemente für den Anfang und das Ende einer Wicklung auf demselben Begrenzungsflansch oder auf zwei verschiedenen Begrenzungsflanschen angeordnet sein. Außerdem können bei gleichbleibender Aufstecklage der Spulenkörper Wicklungsanfang und Wicklungsende miteinandi .· vertauscht sein. Eine steuerungslechnisch besonders einfache Anpassung an die Unterschiedlichen Verhältnisse bei den unterschied^ chen Spulentypen geschieht bei der Weiterbildung der Erfindung dadurch« daß beide Stellungsgeber an einen Eingang jeweils eines weiteren UND-Gatters ange·· schlossen sind, dessen jeweils zweiter Eingang bei Zuordnung des entsprechenden Stellungsgebers zu dem das Ende der Wicklung aufnehmenden Anschlußstift

Schiiltsignal 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 ί zusammengefaßt an den anderen Eingang des an den Ausgang des Signalspeichers angeschlossenen UND-Gatters geführt sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines sch&matiscli dargestellten Ausführungsbeispiels efläutcrl.

Die in der Figur dargestellte Anordnung dient dem Wickeln elektrischer Spulen auf Spulenkörper I mit Begrenzungsflanschen 2,3, die schematisch angedeutete Anschlußstifte 4,5 tragen. Der Wickeldraht wird mittels B eines von einem Schrittmotor angetriebenen Drahtführers 6 zwischen den Begrenzungsflanschen 2, 3 hin und her verfahren. Zwei Stellungsgeber 7, 8 sind den beiden Begrenzungsflanschen 2, 3 derart zugeordnet, daß bei Ankunft des LJrahtiührers 6 nn 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.

Der Zählgeber 10 ist darüber hinaus auch an einen >5 Eingang eines Windungszählers 11 angeschlossen, der mittels einer Stelleinrichtung 12 auf einen der Zahl der Windungen je Wicklung entsprechenden Zahlenwert einstellbar ist. Ein Ausgang des Windungszählers 11 ist an einen Eingang einer Vergleichereinrichtung 13 angeschlossen, deren anderer Eingang mit dem Ausgang eines Zählspeichers 14 in Verbindung steht. In den Zählspeicher 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.

Stimmt der Momenlanwert des Windungszählers Il mit dem der Vergleichereinrichtung 13 seitens des Zählspeichers 14 angebotenen Wert überein, wird über einen Ausgang der Vergleichereinrichlung 13 ein Vorbereitungssignal an ein Flip-Flop 15 abgegeben. Das Flip-Flop 15 speichert das Vorbereitungssignal und liefert an seinem Ausgang ein vorbereitendes Schaltpotenfial für ein UND-Gatter 16. Ein anderer Eingang des UND-Gatters 16 wird von einem Ausgang eines ODER-Gatlers 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 Anschlußelemenl 4,5 befestigt ist, das def Aufnahme des Wicklungsdrahlendes dienen soll.

Erreicht der Drahtführer 6 nach Speicherung des Vorbereitungssignals im Flip-Flop 15 den Begrenzungsflansch (beispielsweise 3), der das für die Aufnahme des Wicklungsdrahtendes vorgesehene Anschlußelemenl 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 ÜNLJ-Uallers 16. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 16 gibt Schaltpotential an einen Setzeingang eines zweiten Windungszählers 20. Der Windungszähler 20 ist ebenfalls als »Rückwärtszähler« 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 Jen Windungszähler 20. Während des Aufbringens weiterer Windungen auf den Spulenkörper 1 wird der zweite Windungszähler 20 vom Zählgeber 10 mittels der Impuls-Übersützungseinrichtung 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 Windlingszählers 20 erreicht ist. Der zweite Windungszähler 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 gespeist 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 Drahtführers 6 in Richtung auf den Begrenzungsflansch 3 erhält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. 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 zur Steuerung des Drahtführers mit einer Einstellvorrichtung zum Speichern und Eingeben von Windungszahlen in einen die Zahl der noch aufzubringenden Windungen angebenden Windungszähler, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Zählspeicher (14) ein das Doppelte der Windungszahl je Lage repräsentierender Zahlenwert eingegeben und gespeichert wird, daß der Momentanwert des Windungszählers (11) mit dem Zählspeicherinhalt verglichen wird, daß aus der Koinzidenz des Momentaneres mit dem Zählspeicherinhalt ein Vorbereitungssignalabgeleitet wird, das im nachfolgenden Moment der Ankunft des Drahtführers (6) an dem das zur Aufnahme des Wicklungsdrahtendes vorgesehene Anschlußelement (5) tragenden Begrenzungsflansch (3) 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 (20) nach dem Wickeln einer der Hälfte des zweiten Momentanwertes entsprechenden Zahl von Windungen die Verfahrrichtung des Drahtführers (6) umgekehrt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Windu. .gszähler (20) auf den zweiten Momentanwert einstellbar und mit einer gegenüber der Zählfrequenz des Windungszählers (11) doppelten Zählfrequenz rückstellbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehr der Verfahrrichtung durch ein aus dem Erreichen der Nullstellung des zweiten Windungszählers (20) abgeleiteten Stellsignal gesteuert wird.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Ausgang des Windungszählers (11) und des Zählspeichers (14) an eine Vergleichereinrichtung (13) angeschlossen ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Vorbereitungssignal führender Ausgang der Vergleichereinrichtung (13) an einen Signalspeicher (15) angeschlossen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang des Signalspeichers (15) an einen Eingang eines UND-Gatters (16) angesclilossen ist, dessen anderer Eingang von wenigstens einem Stellungsgeber (7, 8) beeinflußbar und dessen Ausgang an einen Setzeingang des zweiten Windungszählers (20) angeschlossen ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein ein den jeweiligen Momentanwert repräsentierendes Signal führender Ausgang des Windungszählers (il) an einen Stelleingang des zweiten Windungszählers (20) angeschlossen ist.

8- Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Stellurigsgeber (7, 8) an

einen Eingang jeweils eines weiteren UND-Gatters (18, 19) angeschlossen sind, dessen jeweils zweiter Eingang bei Zuordnung des entsprechenden Stellungsgebers (7, 8) zu dem das Ende der Wicklung aufnehmenden Anschlußstift ein Schaltsignal führt,

9. Anordnung nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der beiden weiteren UND-Gatter (18,19) zusammengefaßt an den anderen Eingang des an den Ausgang des Signalspeichers angeschlossenen UND-Oatters (16) geführt sind.