DE3302999C2 - Fitzvorrichtung zum Verstärken der Drahtenden von Wicklungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fitzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus der DE 29 39 619 A1 bekannt ist.

Ein Ende des Drahtes, der auf eine Spule gewickelt ist oder zu wickeln ist, wird im allgemeinen durch Fitzen oder Abbinden verstärkt, wobei eine derartige Vorrichtung dazu in geeigneter Weise zwischen einer Vorratsrolle und einer Spulenwickelmaschine angeordnet ist. Der Draht kann durch die Fitzvorrichtung durchgeführt werden, während die Spule gewickelt wird; nach Beendigung des Wickelvorgangs wird die Fitzvorrichtung in Gang gesetzt, um das Ende des Drahtes in Form eines Fitzes auszubilden; danach wird der Fitz durch die Vorrichtung hindurchgezogen und vom Draht­ vorrat abgetrennt. Ein zweiter Fitz kann an dem Draht ausgebildet werden, bevor der erste Fitz abgetrennt wird, um eine Anfangsführung für die nächste zu wickelnde Spule zu bilden.

Die DE 29 39 619 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Ver­ drillen der Anschlußenden von elektrischen Spulen. Diese Vorrichtung ist zum gleichzeitigen Verdrillen der An­ schlußenden von zwei Drähten vorgesehen. Jeder Draht wird durch ein Auge geführt, wobei beide Augen an einem gemein­ samen Träger angeordnet sind. Der Träger ist über eine Kette so bewegbar, daß jedes der Augen eine geschlossene, schlaufenförmige Bahn bei Einschalten eines Motors be­ schreibt. Innerhalb jeder schlaufenförmigen Bahn von zwei so geführten Drähten sind ein Paar Stifte angeordnet, auf die jeder Draht während der Hin- und Herbewegung des Trägers gewickelt und dabei mehrfach nebeneinander gelegt wird. Ein Verdrillen der gebildeten Lage erfolgt dadurch, daß Drehglieder das eine Stifte-Paar gegenüber einem anderen Stifte-Paar verdrehen. Die Fitze, d. h. die ver­ drehten Lagen, werden dann gelöst, indem die Stifte eines Paares durch eine Platte zurückgezogen werden. Diese Stifte sind selbst wiederum von einer gemeinsamen Platte gehalten.

Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, gleichzeitig zwei Spulenwickelmaschinen zu bedienen. Zur Bedienung mehrerer Spulenwickelmaschinen wird vorgeschlagen, eine entspre­ chende Mehrzahl der Vorrichtungen stapelartig nebeneinan­ der anzuordnen. Eine derartige Ausgestaltung hat den Nachteil, daß eine Vielzahl von Antrieben notwendig und eine Koordination der einzelnen Fitzvorrichtungen aufwen­ dig ist.

Die DE-PS 8 29 333 beschreibt eine Spulenwickelmaschine zum gleichzeitigen Wickeln von Spulen verschiedener Breite, Drahtstärke oder Wicklungsart, wobei zwei oder mehrere getrennt gesteuerte Drahtführer vorgesehen sind.

Hierzu ist ein einziger Antriebsmotor vorgesehen, der über ein Getriebe zunächst einen Wickeldorn antreibt, auf dem gleichzeitig unterschiedliche Spulen wickelbar sind. Über weitere, umfangreiche Getriebeteile, wie ein Vorgelege, Wechselräder, auf Antriebsachsen sitzende Kurventrommeln, auf diesen laufende Rollen sowie mit letzteren verbundene Rollen, die den Antrieb auf federbelastete Verbindungs­ stücke übertragen, sowie in Lagern geführte Führungsstan­ gen sind Drahtführer von dem gemeinsamen Antriebsmotor aus durch entsprechende Kupplungsvorgänge der genannten Kupp­ lungseinrichtungen zum Bewirken der gewünschten Wickelart getrennt ansteuerbar.

Dieser Steuermechanismus für die Drahtführungen ist kom­ pliziert und aufwendig und daher teuer sowie darüber hinaus störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Fitzvor­ richtung in konstruktiv einfa­ cher Weise dahingehend weiterzubilden, daß sie in konstruktiv einfacher Weise eine hohe Sicherheit gegen Störungen beinhaltet, so daß, wenn eine individuelle Drahtführung für eine Bahn eine Störung aufweist, diese nicht sämtliche anderen Einrichtungen beeinträchtigt.

Diese Aufgabe wird bei einer Fitzvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst durch die Merkmale im Patentanspruch 1.

Die erfindungsgemäße Fitzvorrichtung erlaubt dem Bedie­ nungspersonal, in vorteilhafter Weise den Vorgang der Fitzbildung für einen oder mehrere Drähte wahlweise ein- oder abzuschalten. Dies kann beispielsweise zu Testzwecken geschehen, wenn die Vorrichtung in Gang gesetzt wird oder wenn ein Draht gerissen ist oder aber eine Anordnung zur Fitzbildung Probleme aufweist, wie eine gebrochene Nadel oder dergleichen. Die Vorrichtung ist konstruktiv einfach und daher preisgünstig sowie funktionssicher.

Durch die bevorzugte Ausgestaltung nach Anspruch 5 wird erreicht, daß der Draht von der Nadel bzw. dem Haken des vorderen Rückhalters abschnellt, wenn er mittels der Führungsösen unmittelbar dort herumgeschlungen wird, ohne um den zugeordneten hinteren Rückhalter geführt zu werden, wenn dieser aus der Bahnebene herausgezogen ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1a eine Aufsicht auf den vorderen Bereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 1b eine Aufsicht auf den rückwärtigen Bereich der Vorrichtung der Fig. 1a mit einem Satz von Drahtspannern an der Zufuhrseite;

Fig. 2 einen Schnitt der Vorrichtung in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt (Teilansicht) entlang Linie B-B der Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie C-C der Fig. 2;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer Einrichtung zum Antrieb eines Satzes hinterer Rückhalter der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 7 eine Ansicht eines Wagens mit Führungsösen auf einem schwenkbaren Abschnitt des Wagens;

Fig. 8 einen Schnitt entlang Linie D-D der Fig. 7.

Die Fig. 1a und b stellen eine Draufsicht einer Fitzvorrichtung für das gleichzeitige Bilden von Fitzen aus vier Drähten dar. Ein Wagen 1 trägt vier Führungsösen 2, durch die jeweils ein Draht durchläuft, der von einer Vorratsrolle zu einer Spulenwickelmaschine geführt ist. Der Wagen 1 ist mit jedem seiner Enden 61, 62 verschwenkbar auf Ketten 3a, 3b mon­ tiert, die mittels Motor 4 und Kette mit Kettenrad 5, 6a, 6b, 6c, 6d und 7a, 7b angetrieben werden. Im Fortführbereich der Vorrichtung tragen Leerlaufräder 8a, 8b die Enden der Ketten 3a, 3b. Es ist zu ersehen, daß der Wagen 1 entlang einer geschlossenen schlaufenförmigen Bahn mittels der Ketten 3a, 3b geführt wird, so daß sich die Führungsösen 2 jeweils in einer geschlossenen Schlaufe bewegen.

Der Wagen 1 ist so montiert, daß er um seine Längsachse in Richtung des Pfeils T-T (s. Fig. 2) verschwenkt werden kann, um schnellen Draht­ durchlauf durch die Führungsösen zu erlauben.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der Führungsösen 2 an einem Ab­ schnitt 50 des Wagens 1 angebracht sind, der an Gelenken 52 am Haupt­ körper des Wagens 1 schwenkbar montiert ist. Der Abschnitt 50 des Wagens 1 hat vorzugsweise zwei feste Endstellungen, nämlich "unten", wie in Fig. 8 zu sehen ist oder "oben", rechtwinklig zum Hauptkörper des Führungswagens 1, um in dieser Stellung einen gerade durchlaufenden Draht­ durchgang durch die Führungsösen zu erlauben. Mit der Richtung der Schwenkung des Abschnitts 50 wird der Draht 51 durch die Führungsöse von oben nach unten geführt, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Anschläge 53 halten den Abschnitt 50 des Führungswagens 1 in der Stellung "unten".

Vordere Rückhalter 9 haben die Form von Nadeln 15, die in Haltern 10 auf hohlen drehbaren Gliedern 11 montiert sind. Der Drehantrieb der Glieder 11 erfolgt mittels eines Motors 12 über Treibriemen 13 und Spann­ rollen 14 (s. Fig. 3). Die Nadel 15 eines vorderen Rückhalters 9 ragt in die von der jeweiligen Führungsöse 2 ausgeführte geschlossene schlau­ fenförmige Bahn. Die vorderen Rückhalter 9 sind auf einer ausbaubaren und auswechselbaren Platte 16 montiert, die auf einer Platte 18 mittels Schrauben 17 gehaltert ist. Die drehbaren Glieder 11 sind nach Drehung durch Motor 12 mittels Positioniermotoren 38 orientierbar, die bei Ein­ schalten auf Statoren einwirken, um die drehbaren Glieder 11 in eine feste Position zu bringen zur Gewährleistung korrekter Orientierung zur Durchführung des nächsten Arbeitsganges der Fitzbildung. Die hinteren Rückhalter 19 weisen einziehbare Nadeln 21 auf, die in auf einer Welle 20 gelagerten Armen 23 gehaltert sind. Die Nadeln 21 ragen normaler­ weise durch eine Abstreifplatte 22 (s. Fig. 2), um innerhalb der ge­ schlossenen schlaufenförmigen Bahn einzugreifen und sind durch die Abstreifplatte 22 herausziehbar, um dabei einen Fitz von den Nadeln 21 abzustreifen. Die Arme 23 sind zum Herausziehen der Nadeln 21 durch die Abstreifplatte 22 simultan durch Drehung der Welle 20 schwenkbar. Die Drehung wird durch einen Servomotor in Verbindung mit einem Verbindungselement 25 bewirkt. Die Arme 23 sind auf der Welle 20 montiert und sind auch unabhängig voneinander um die Welle 20 durch Hebel 24 zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung manuell schwenkbar. In der ersten Stellung ragt die Nadel 21 normalerweise durch die Abstreifplatte 22 und ist mittels Servomotor 54 zurückziehbar, um da­ bei einen Fitz abzustreifen. Durch das Schwenken des Arms 23 um die Welle 20 wird die Nadel 21 durch die Abstreifplatte 22 hindurch herausge­ zogen, wobei der Arm 23 in der normalerweise herausgezogenen Stellung durch eine Kugelrastung oder ähnliche Vorrichtung gehalten wird.

Fig. 5 zeigt mit 26, 27 bezeichnete hintere Rückhalter, wobei der eine Rückhalter 26 eine Nadel 21 in abgesenkter Stellung aufweist, in der die Nadel durch die Abstreifplatte 22 hindurchragt und durch Drehung der Welle 20 mittels Servomotor 54 herausziehbar ist. Beim anderen Rück­ halter 27 ist der Arm 23 um die Welle 20 in die normalerweise heraus­ gezogene Position geschwenkt. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen die Nadeln in der normalerweise hineinragenden Stellung. Es können Einrichtungen vor­ gesehen sein, um die Nadeln 21 unabhängig voneinander - eher mittels automatischer als manueller Betätigung, herauszuziehen. Dies kann erfolgen durch Servomotoren, die auf der Welle 20 neben jedem Rückhalter montiert sind. Die hinteren Rückhalter 19 sind durch eine Abdeckplatte 28 abgedeckt, die teilweise aufgeschnitten in Fig. 1 gezeigt ist. Die Einrichtung, die die hinteren Rückhalter, die Welle 20, die Abdeckung 28, den Servomotor 54 und das Verbindungselement 25 aufweist, ist auf linearen Lagern 29 montiert, die auf Wellen 30 laufen, und ist mittels Zahnriemen 31 vom Motor 32 in Richtung zu den vorderen Rückhaltern 9 und zurück antreibbar. Dies ist so ausgestaltet, um die Längsabnahme beim Verdrillen eines in mehreren Lagen angeordneten Drahtes zu erlauben, was später noch näher beschrieben wird. Zahnriemen 31 laufen auf Zahnrädern 34, die mittels Wellen 36 und Zwischenrädern 35 miteinander verbunden sind. Der Antrieb des Motors 32 wird auf die Zahnräder 34 mittels Treibriemen 33 und Antriebsrad 37 übertragen.

Die Einrichtung, die die hinteren Rückhalter 19, die Welle 20 und die Ab­ deckung 28 aufweist, ist ohne weiteres ausbaubar und auswechselbar aus­ gebildet, um den Ersatz durch eine ähnliche Einrichtung mit einer verschiedenen anderen Anzahl Nadeln zu erlauben. Um den Ein- und Ausbau des Verbindungselementes 25 zu erübrigen, kann die den Servo­ motor 54 mit einschließende Einrichtung entfernbar sein, indem eine ein­ fache Steckverbindung zur Energieversorgung des Servomotors 54 vor­ gesehen ist.

Ein Satz hinterer Drahtspanner 39 ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Der Draht wird zwischen Gewichten in Form von Scheiben 40 auf Zapfen 41 durch an Stäben 43 angeordneten Führungsösen 42 geführt und dann in die Maschine über Einlaßösen 44 eingeführt. Die Stäbe 43 sind um die Welle 45 schwenkbar und mittels wendelförmiger Federspanner 46 vorgespannt. Vorzugsweise ist diese Einrichtung so ausgestaltet, daß die Drehung der Welle 45 simultan die Federspannung auf jedem der Stäbe 43 verändert. Die hintere Platte 56 kann ohne weiteres austausch­ bar sein, um die Zahl der Einlaßösen 44 zu variieren. Zusätzliche Draht­ spanner 39 können zugefügt werden, indem sie auf die Welle 45 aufge­ schoben werden. Vorzugsweise sind Einrichtungen vorgesehen, um die räumliche Anordnung der hinteren und vorderen Nadeln voneinander mittels Gleiten längs des Schaftes 30 voreinzustellen, der sich von nahe der Rück­ wand der Maschine zwischen Anschlag 47 bis Anschlag 48 entlang der Längserstreckung der Maschine erstreckt (Fig. 2).

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Vorrichtung beschrieben. Die Drähte werden jeweils von einem Drahtvorrat, z. B. einer Drahtrolle, durch einen Drahtspanner 39, eine Einlaßöse 44 und eine Führungsöse 2 eingeführt und aus der Vorrichtung über ein drehbares Glied 11 zu einer Spulenwickelmaschine geführt. Weitere Drahtspanner können zwischen der Fitzvorrichtung und der Wickelmaschine vorgesehen sein. Diese sind in der GB 20 73 795 A beschrieben.

Während des Wickelns läuft der Draht schnell durch die Vorrichtung. Vorzugsweise sollen dabei die Führungsösen 2 mittels Umkippen des Wagens 1 zum Weg der Drähte querliegend orientiert werden. Um den Führungswagen zum Verbleib nach jedem Arbeitsgang des Fitzenbildens in eine konstante Stellung zu bringen, kann eine Vorrichtung zum Um­ kippen des Wagens 1 an eine Stelle unabhängig vom Wagen 1 ange­ bracht werden, um das Gewicht des Wagens 1 zu reduzieren.

Vorzugsweise ist der Wagen zwischen zwei Endstellungen kippbar, so daß der Kippmechanismus während des Wickelns sowie während der Fitz­ bildung ausgeschaltet bleiben kann. Nach Beendigung des Wickelvor­ gangs wird der Wagen 1 in seine horizontale Stellung zurückgebracht und der Antrieb des Wagens in Gang gesetzt. Beim Umlauf einer Führungs­ öse 2 rund um eine geschlossene schlaufenförmige Bahn, die einen Satz von vorderen und hinteren Nadeln 15, 21 umschließt, wird an den Nadeln ein Draht eingehängt, um den Draht in mehreren Lagen anzuordnen. Nach einer vorbestimmten Zahl von Umläufen wird der Antrieb des Wagens 1 mit einer vorzugsweise festen Position des Führungswagens stromauf­ wärts von den hinteren Nadeln 21 abgestellt. Dann wird der Motor 12 in Gang gesetzt um die vorderen Rückhalter 9 zu drehen, die die in mehreren Lagen angeordneten Drähte zu Fitzen verdrehen. Gleichzeitig wird der Motor 32 in Gang gesetzt, um die hinteren Nadeln 21 zu den vorderen Nadeln 15 hinzubewegen, um die Längenabnahme der Stränge während des Verdrillens zu kompensieren. Ein solcher Antrieb ist Gegenstand der DE-OS 32 03 673. Nach dem Verdrillen der Stränge wird die Welle 20 gedreht, um die Nadeln 21 durch die Abstreifplatte 22 hindurch hochzu­ ziehen und dabei ein Ende eines jeden Fitzes von seiner jeweiligen Nadel abzustreifen. Danach werden die hinteren Rückhaltereinrichtungen zum hinteren Ende der Vorrichtung mit dem Antriebsmotor 32 zurück­ verfahren. Die Spulenwickelmaschine kann dann wieder angestellt werden, um die Stränge von den vorderen Nadeln 15 durch die hohlen drehbaren Glieder 11 herauszuziehen. Danach werden die Positioniermotoren 38 an­ gestellt, um die vorderen Nadeln wieder in Stellung zu bringen.

Während des schnellen Durchlaufs eines Drahtes durch die Fitzvorrichtung beim Wickelvorgang wird der Draht über seinen geradlinigen Sollweg schwingen. Um Kontakt zwischen benachbarten Drähten zu vermeiden, können Abtrenneinrichtungen in der Maschine angebracht werden, welche in Längsrichtung zwischen der vorderen und der hinteren Platte 16 bzw. 56 verlaufen.

Um die Fitzbildung auf einer oder mehreren Drahtbahnen während des Ab­ laufs eines Fitzprogramms zu verhindern, wird die hintere Nadel 21 mittels Hebel 24 in ihre normale Position nach oben geschwenkt, wobei die Nadel 21 bzw. der Hebel 24 durch eine Kugelrastung oder dgl. ge­ halten wird. Der Draht der betreffenden Bahn wird nunmehr um die je­ weilige vordere Nadel 15 gewunden. Es ist zu ersehen, daß der Draht von der vorderen Nadel 15 abschnellt, wenn er mittels Führungsöse 2 um­ geführt wird. Dies geschieht aufgrund der Steigung der Nadel 15, die gegenüber der Ebene der geschlossenen schlaufenförmigen Bahn, die durch die Führungsöse gezogen wird, schräg verläuft.

Fig. 2 zeigt die hinteren Nadeleinrichtungen am hinteren Ende - strom­ aufwärts betrachtet - der Fitzvorrichtung. Um die Länge eines Fitzen zu variieren, werden vor dem Verdrillen die hinteren Nadeln 21 zwischen den Anschlägen 47, 48 etwas zu den vorderen Nadeln 15 hinbewegt. Dies kann über den Antriebsmotor 32 erfolgen. Um die Vorrichtung beim Fitz­ bilden mehrerer Drähte anzuwenden, kann die vordere Platte 16 und die darin eingesetzten vorderen Rückhalter 9 zusammen mit dem Wagen 1, der die Führungsösen 2 trägt, die hintere Nadelanordnung 20, 21, 22, 23, 54, 28 und die hintere Platte 56 ersetzt werden.

Dies ist insbesondere bei der Herstellung der Maschinen vorteilhaft.

Wahlweise kann bzw. können einer oder mehrerer von diesen Teilen ver­ wendet werden, um simultanes Fitzbilden einer maximalen Anzahl von Drähten zu erlauben, während beim Fitzbilden einer geringeren An­ zahl von Drähten einige Stationen leerlaufen.

Vorzugsweise wird die Vorrichtung über einen Mikroprozessor mit einem Speicher gesteuert, der die Auswahl mehrerer Programme beim Fitz­ bilden erlaubt, welche, z. B. den Anfangsabstand zwischen vorderen und hinteren Nadeln, die Zahl der Schleifen des Drahtes, die Zahl der Umdrehungen beim Verdrillen und den Grad der Wanderung der hinteren Nadeln während des Verdrillens beinhalten. Das Umschalten zwischen den verschiedenen Betriebsarten kann automatisch ausgeführt werden.

Claims (10)

1. Fitzvorrichtung zum gleichzeitigen Verdrillen mehre­ rer Drähte für Wicklungen, wie Spulen, mit zwei Sätzen mehrerer paarweise einander gegenüberstehender vorderer und hinterer Rückhalter, mit mehreren Draht­ führungen, die gleichzeitig in geschlossenen, schlau­ fenförmigen Bahnen zur Bildung mehrerer Lagen der Drähte um jeweils ein Paar von Rückhaltern bewegbar sind, mit einer Einrichtung zum gleichzeitigen Drehen des Satzes der vorderen Rückhalter zum Verdrillen der Lagen und einer Einrichtung zum gleichzeitigen Zurückziehen des Satzes der hinteren Rückhalter zum Lösen aller Fitze von den Rückhaltern, dadurch gekennzeichnet, daß jeder hintere Rückhalter (19) einen Hebel (24) aufweist, mit dem er unabhängig von den anderen Rückhaltern des gleichen Satzes aus der zugehörigen Drahtführungsbahn zurückziehbar ist, um eine Lagenbildung des entsprechenden Drahtes zu unterdrücken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (24) zum Zurückziehen eines hinteren Rückhalters (19) manuell bedienbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die hinteren Rückhalter (19) unabhängig vonein­ ander mittels automatischer Betätigung zurückziehbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zurückziehen jedes der hinteren Rückhalter (19) neben jedem Rückhalter (19) ein Servomotor angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Rückhalter (9) als zur Schlaufenebene geneigte Nadeln (15) ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen Rückhalter (9) auf einer ausbaubaren und austauschbaren Platte (16) montiert sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hinteren Rückhalter (19) auf einer ausbaubaren und austauschbaren Welle (20) montiert sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Antriebseinrichtungen (31, 32) zum Verfahren der hinteren Rückhalter (19) in Richtung auf die vorderen Rückhalter (9) zu während des Verdrillens der in mehreren Lagen angeordneten Drähte zum Fitzbilden.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Drahtspanner (39) jeweils zum Spannen eines Drahtes und der Fitzvor­ richtung und daß weiterhin Einrichtungen zur gleichzeitigen Einstellung der Spannung jedes Drahtes vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bewegen der Drahtführungen ein ausbaubarer und austauschbarer Wagen (1) vorgesehen ist, der um eine geschlossene, schlaufenförmige Bahn bewegbar ist.