DE3390371C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Spulen mit an Kontaktstiften, insb. Einsteckstiften für gedruckte Schaltungen angedrillten Wickeldrahtenden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mindestens einer zylindrisch ausgebildeten, einen Spulenkörper mit Flanschen und Kontaktstiften, insb. Einsteckstiften für gedruckte Schaltungen, aufweisenden Spule in einer Wickelmaschine sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der DE-OS 19 41 928 ist ein Wickelverfahren bekannt, bei welchem die Wicklungsenden an senkrecht zur Spulenachse angeordnete Kontaktstifte angedrillt werden. Die Spulenachse und die Achse des Wickelwerkzeugs liegen in einer Linie, und diese Zuordnung wird während des gesamten Arbeitsvorgangs beibehalten. Während der beiden Andrill-Vorgänge ist das Wickelwerkzeug nicht mit der Wickelspindel, also nicht mit seinem Antrieb gekoppelt, für das Erreichen einer günstigen Andrillposition muß demnach die vergleichsweise große Masse des gesamten Wickelwerkzeugs bewegt werden; zudem muß die Drahtführung eine vergleichsweise große Distanz zurücklegen, um Platz für das sich bewegende Wickelwerkzeug zu schaffen. Die für diese Bewegungen benötigte Zeit begrenzt jedoch die Kürze der Taktzeit. Auch werden die Schwenklager mechanisch erheblich beansprucht.

Ein Wickelverfahren für Spulen, bei denen die Kontaktstifte ebenfalls senkrecht zur Spulenachse angeodnet sind, ist ferner aus der US-PS 34 09 980 bekannt. Hierbei werden jedoch nicht die Spulenkörper gedreht, sondern der Draht wird mit Hilfe von Flyern auf die Spule gewickelt, wobei zum Wicklungsbeginn und Wicklungsende die Drahtenden an die Kontaktstifte angedrillt werden. Das Andrillen der Drahtenden an radial zur Spulenachse angeordnete Kontaktstifte ist ferner in Verbindung mit einer Drahttrenneinrichtung aus der JP 57-1 14 217 A, in Patents Abstr. of Japan, Sect. E., Vol. 6 (1982), Nr. 211 (E-137), bekannt.

Bei diesem Stand der Technik sind die Kontaktstifte wiederum senkrecht zur jeweiligen Spulenachse angeordnet.

Beim Wickeln von elektrischen Spulen, beispielsweise durch eine Mehrfach-Wickelmaschine, ist es üblich, die axial zur Wickelwelle auf den Flanschseiten eines Spulenkörpers angeordneten Kontaktstifte mittels ebenfalls axial zur Wickelwelle angeordneten Drahtführern anzudrillen. Die Drahtenden an den äußeren Kontaktstiften der freiragenden Flanschseite der senkrecht zum Träger angeordneten Spulenaufnahme können durch den axial dazu angeordneten Drahtführer angedrillt werden. Demgegenüber können die Drahtenden an der Spulenaufnahme zugewandten inneren Kontaktstiften nur bedingt, d. h. nicht ohne zusätzlichen Aufwand, angedrillt werden, da der Drahtführer geschwenkt werden muß, um die inneren Kontaktstifte andrillen zu können, wofür die Kontaktstifte genügend lang ausgebildet sein müssen. Hinzu kommt, daß die unmittelbar im Trennbereich fest angeordneten Drahttrenneinrichtungen oft den Arbeitsablauf während des Wickelns behindern können.

Da die Drahtführer gegenüber den Kontaktstiften nicht senkrecht angeordnet sein können, ist bei axial zur Spule verlaufenden Stiften eine einwandfreie, für gedruckte Schaltungen erforderliche, parallelgeführte Andrillung nicht möglich. Bei derartigen Spulen, die in gedruckte Schaltungen einsteckbar ausgebildet sein sollen, müssen deshalb separate Einsteckstifte vorgesehen werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, die Drahtenden an axial zur Wickelwelle an beiden Flanschseiten angeordnete Kontaktstifte einwandfrei, vorzugsweise lagenweise störungsfrei anzudrillen und zu trennen, so daß die Kontaktstifte gleichzeitig als Einsteckstifte in gedruckte Schaltungen verwendet werden können. Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

Diese Aufgabe wird durch die in den Asnprüchen 1 bzw. 3 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Dabei wird bewirkt, daß die Drahtenden der elektrischen Spulen an die an beiden Flanschseiten des Spulenkörpers axial zur Wickelwelle angeordneten Kontaktstifte parallel angedrillt werden können, so daß die Kontaktstifte nach einer Verzinnung als Einsteckkontakte in gedruckte Schaltungen dienen können.

Weiterhin können dabei die Drahtführer sowohl für die eigentliche Bewicklung des Spulenkörpers als auch für das Andrillen der Drahtenden vertikal zur Wickelwelle geführt werden, wodurch eine Vereinfachung der Drahtführer- Steuerung möglich ist. Die in den und aus dem Wickelbereich vertikal bzw. horizontal ausfahrbaren Drahttrenneinrichtungen gewährleisten eine bessere Platzausnützung und somit einen störungsfreien Arbeitsablauf.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Grundriß eines Mehrfach- Wickelautomaten mit in Spulenaufnahmen eingesetzten Spulenkörpern und

Fig. 2, 2a, 2b, 2c und 2d als teilweise geschnittene Seitenansichten ein Wickelwerkzeug gemäß Fig. 1, in verschiedenen Arbeitspositionen bei der Durchführung der Verfahrensschritte.

In Fig. 1 ist ein an sich bekannter Mehrfach-Wickelautomat 1 dargestellt, der beispielsweise mit vier Wickelwerkzeugen 10 auf jeder Längsseite ausgelegt ist, wobei in einem (angedeuteten) Träger 2 die Wickelwerkzeuge 10 einander gegenüberliegend so angeordnet sind, daß sich jeweils ein Wickelwerkzeug 10 an der Beschickungsposition A und des um 180° gegenüberliegende, gemeinsam mit dem ersten betätigbaren Wickelwerkzeug 10 sich an der Arbeitsposition B befindet. Durch einen an sich bekannten Schwenkantrieb 4 werden die Wickelwerkzeuge 10 im Träger 2 in jeweils um die Trägerachse X von der Beschickungsposition A zur Arbeitsposition B geschwenkt. Der Antrieb für die Wickelwerkzeuge 10 kann beispielsweise über einen Gleichstrommotor (nicht dargestellt) erfolgen.

Jedes Wickelwerkzeug 10 weist eine Spulenaufnahme 12 auf, die bügelförmig ausgebildet und mit einer Kippwelle 8 versehen ist. die einzelnen Kippwellen 8 sind jeweils an einem Ende als Mitnehmerzapfen 7 und am entgegengesetzten Ende 7′ gabelförmig ausgebildet, so daß die Mitnehmerzapfen 7 in das gabelförmige Ende 7′ der danebenliegenden Spulenaufnahme 12 mit Spiel ineinandergreifen können. Durch Drehung einer ebenfalls mit einem Mitnehmerzapfen 7 versehenen Drehantriebswelle 6 eines Drei-Stellungs-Drehantriebes 5 werden die ineinandergreifenden Kippwellen 8 mit den entsprechenden Spulenaufnahmen 12 mit Spulenkörpern 20, 20′ jeweils in die entsprechende Arbeitsposition gebracht, wie in den Fig. 2, 2a, 2b, 2c und 2d näher beschrieben wird. Zur Positionierung in diese Arbeitsstellungen sind an jeder Spulenaufnahme 12 Rasten 13 mit Druckfedern 14 vorgesehen, wobei diese auch mechanisch verriegelbar sein könnten (nicht dargestellt). Die beispielsweise noch unbewickelten Spulenkörper 20 mit Kontaktstiften 21, 21′ sind in die Ausgangsposition C in den Spulenaufnahmen 12 freitragend eingesteckt.

Gemäß den Fig. 2, 2a, 2b, 2c und 2d weist jedes Wickelwerkzeug 10 einen Aufnahmeschaft 11 mit Positionierflächen 15 und einen Distanzanschlag 16 auf. Jede Spulenaufnahme 12 mit dem Spulenkörper 20, 20′ ist über die Kippwelle 8 schwenkbar ausgebildet und in den entsprechenden Arbeitspositionen, und zwar in der Ausgangsposition C (Fig. 2b), die der Wickelposition entspricht, einer Drahtanfang-Andrillposition D (Fig. 2) und einer Drahtende-Andrillposition E (Fig. 2c) durch mittels Druckfedern 14 gehaltene Rasten 13 fixierbar.

An jedem an der Arbeitsposition B befindlichen Wickelwerkzeug 10 ist ein schwenkbarer Drahtführer 18 vorgesehen, der in Wickelstellung vertikal zur Wickelachse 9 angeordnet ist, wobei der Wickeldraht 19 auch von einem außerhalb des Wickelwerkzeuges 10 angeodneten Haltestift 17 gehalten wird. Das Bewickeln und Andrillen der Spulenkörper 20, 20′ und der Kontaktstifte 21, 21′ durch den Drahtführer 18 erfolgt immer durch einen senkrecht zum Wickelkörper geführten Wickeldraht 19, so daß die Kontaktstifte 21, 21′ in parallelen Windungen bewickelt und angedrillt werden können. Die beispielsweise vertikal verschiebbaren Drahttrenneinrichtungen 23 werden nach Drahttrennung außerhalb des Wickelbereiches gebracht, so daß ein störungsfreier Arbeitsablauf gewährleistet wird. Während der in bekannter Weise durch Schrittmotoren betätigte Drahtführer 18 immer seine vertikale Lage beibehält, wird der Spulenkörper 20, 20′ mit den Kontaktstiften 21, 21′ jeweils um 90° gekippt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung (gemäß der Fig. 1, 2, 2a, 2b, 2c und 2d) ist folgende:

Die vier unbewickelten in die Spulenaufnahmen 12 eingesetzten Spulenkörper 20 wurden bereits (gemäß Fig. 1) von der Beschickungsposition A zur Fertigungsseite B um 180° geschwenkt und befinden sich in ihrer Ausgangsposition C. Durch Drehung der Drehantriebswelle 6 im Gegenuhrzeigersinn kippen die miteinander gelenkig verbundenen Kippwellen 8 mit den in die Spulenaufnahmen 12 eingesetzten Spulenkörpern 20 aus deren Ausgangsposition C um 90° in Pfeilrichtung, d. h. gemäß der Fig. 2 nach oben, und zwar in die Drahtanfang-Andrillposition D. Durch jeden Drahtführer 18 wird jeweils der Drahtanfang 22 an den aus der Spulenaufnahme 12 herausragenden äußeren Kontaktstift 21 des Spulenkörpers 20, lagenweise angedrillt. Nachfolgend wird die Drahttrenneinrichtung 23 vertikal in den Schneidbereich verschoben und der Drahtanfang 22 abgetrennt (Fig. 2a), wobei der Wickeldraht 19 vom Kontaktstift 21 zur Wicklung an der Spule weitergeführt wird.

Nachdem die Drahtanfänge 22 an die äußeren Kontaktstifte 21 angedrillt wurden, werden die Spulenaufnahmen 12 mit den Spulenkörpern 20 durch Drehung der Drehantriebswelle 6 (Fig. 1) im Uhrzeigersinn in ihre Ausgangsposition C in Pfeilrichtung, d. h. gemäß Fig. 2b um 90° zurückgekippt, und der Spulenkörper 20 wird durch den Drahtführer 18 in Axialrichtung der Spule bewickelt, wobei eine lagenweise Bewicklung, jeweils an der dem Wickelwerzeug 10 abgewandten Flanschseite, begonnen und an der dem Wickelwerkzeug 10 zugekehrten Flanschseite beendet wird.

Während des Bewickelns der Spulenkörper 20, 20′ greifen die Mitnehmerzapfen 7 in die gabelförmigen Enden 7′ der Kippwellen 8 nicht ineinander, sondern die Kippwellen 8 drehen jeweils um die Wickelachse 9, wobei die Mitnehmerzapfen 7 zwischen den gabelförmigen Enden 7′ hindurchgleiten, da zu Beginn der Drehbewegung die gabelförmigen Enden 7′ genau horizontal ausgerichtet sind.

Nachfolgend wird durch Drehung der Drehantriebswelle 6 im Uhrzeigersinn über den in die gabelförmigen Enden 7′ der Kippwelle 8 eingreifenden Mitnehmerzapfen 7 die Spulenaufnahme 12 mit dem bewickelten Spulenkörper 20′ aus der Ausgangsposition C wiederum um 90° in Pfeilrichtung, d. h. gemäß der Fig. 2c nach unten, und zwar in die Drahtende- Andrillposition E gekippt. Durch den Drahtführer 18 wird das Drahtende 22′ an den innerhalb der Spulenaufnahme 12 befindlichen inneren Kontaktstift 21′ des Spulenkörpers 20′ angedrillt und der Wickeldraht 19 an einem außerhalb des Wickelwerkzeuges 10 angeordneten Haltestift 17 festgelegt, wobei anschließend (gemäß Fig. 2d) das Ende des Wickeldrahtes 19 am Kontaktstift 21′ abgetrennt wird.

Das Andrillen der Drahtenden 22, 22′ erfolgt jeweils lagenweise, wobei das Anfahren des Drahtführers 18 in bekannter Weise durch Schrittmotoren beliebig ansteuerbar ist.

Durch Drehung der Drehantriebswelle 6 im Gegenuhrzeigersinn werden die Spulenaufnahmen 12 mit den fertigen Spulen in ihre Ausgangsposition C zurückgekippt, und nachfolgend von der Fertigungsseite B um 180° zur Beschickungsposition A zurückgeschwenkt.

Die zur Beschickungsposition A geschwenkten fertigen Spulen 20′ werden manuell oder automatisch aus den Spulenaufnahmen 12 entnommen, und in die freigewordenen Spulenaufnahmen 12 werden unbewickelte Spulenkörper 20 für den nachfolgenden Arbeitszyklus eingesetzt.

Die fertig bewickelten Spulenkörper 20′ mit den an die Kontaktstifte 21, 21′ angedrillten Drahtenden können nach einer an sich bekannten Verzinnung, in vorteilhafter Weise als Einsteckstifte, in gedruckten Schaltungen verwendet werden, ohne daß besondere Einsteckstifte vorgesehen werden müssen.

Die Sequenz des Andrillens der Kontaktstifte 21, 21′ und der Bewicklung der Spulenkörper 20, 20′ wird sich jeweils nach den Erfordernissen richten und braucht nicht in den vorstehend angeführten Arbeitsgängen erfolgen.

Beim Bewickeln von Spulen mit axialen einseitigen äußeren Kontaktstiften 21 könnte das Andrillen der Drahtenden 22 an die Kontaktstifte 21 in bekannter Weise durch Kippen der Drahtführer 18 um 90° erfolgen. Dabei werden horizontal verschiebbare Trenneinrichtungen vorgesehen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung mindestens einer zylindrisch ausgebildeten, einen Spulenkörper (20, 20′) mit Flanschen und Kontaktstiften (21, 21′), insbes. Einsteckstiften für gedruckte Schaltungen, aufweisenden Spule in einer Wickelmaschine, bei welchem nacheinander folgende Verfahrensschritte vorgenommen werden:

• a) der Spulenkörper (20, 20′) wird in eine Spulenaufnahme (12) eines Wickelwerkzeuges (10) eingesetzt,
• b) das Wickelwerkzeug (10) wird ausgehend von einer Beschickungsposition (A) um 180° um eine Trägerachse (X) in eine Arbeitsposition (B) geschwenkt,
• c) die Spulenaufnahme (12) wird um eine an ihrer Basis angeordneten Kippwelle (8) herum um 90° nach oben gekippt und fixiert, so daß mindestens ein axial zur Achse des Spulenkörpers (20, 20′) angeordneter äußerer Kontaktstift (21) senkrecht nach oben in einer Drahtanfang-Andrillposition (D) aus dem einen Flansch des Spulenkörpers (20, 20′) heraussteht,
• d) ein Drahtführer (18) führt einen Drahtanfang (22) an den Kontaktstift (21) heran und drillt diesen an ihn an,
• e) die Spulenaufnahme (12) wird um 90° zurückgekippt in die ursprüngliche Arbeitsposition (B) und fixiert, wobei der Wickeldraht (19) zwischen die Flansche des Spulenkörpers (20, 20′) geführt wird,
• f) das Wickelwerkzeug (10) wird in Rotation versetzt, wodurch eine Wicklung auf den Spulenkörper (20, 20′) aufgebracht wird,
• g) nach dem Ende des Wickelvorgangs wird die Spulenaufnahme (12) um 90° nach unten gekippt und fixiert, so daß mindestens ein axial zur Achse des Spulenkörpers (20, 20′) angeordneter innerer Kontaktstift (21′) senkrecht nach oben in einer Drahtende-Andrillposition (E) aus dem anderen Flansch des Spulenkörpers (20, 20′) heraussteht,
• h) der Drahtführer (18) führt ein Drahtende (22′) der Wicklung an den Kontaktstift (21′) heran und drillt dieses an ihn an,
• i) die Spulenaufnahme (12) wird um 90° zurückgekippt in die ursprüngliche Arbeitsposition und fixiert, und
• j) das Wickelwerkzeug (10) wird um 180° um die Trägerachse (X) zurückgeschwenkt in die Beschickungsposition (A), in welcher die fertige Spule aus der Spulenaufnahme entnommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Andrill-Windungen an den äußeren und inneren Kontaktstiften (21, 21′) des Spulenkörpers (20, 20′) parallelgedrillt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer an sich bekannten Wickelmaschine die mit der Spulenaufnahme (12) verbundene Kippwelle (8) des Wickelwerkzeugs (10) an einem Ende als Mitnehmerzapfen (7) und am anderen Ende (7′) gabelförmig ausgebildet ist, und daß in das gabelförmige Ende (7′) der Kippwelle (8) ein an einer Drehantriebswelle (6) angeordneter Mitnehmerzapfen (7) eingreifbar ist, und die Spulenaufnahme (12) bügelartig und kippbar ausgebildet und zur Positionierung mit Rasten (13) und Druckfedern (14) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Wickelwerkzeuge (10) mit jeweils einem Drahtfüller (18) sowie kippbaren Spulenaufnahmen (12) für die Spulenkörper (20, 20′) nebeneinander angeordnet und um 180° gegenüberliegend im Träger (2) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch gegenüber den Drahtführern (18) jeweils zusätzlich in den und aus dem Trennbereich verschiebbare Drahttrenneinrichtungen (23).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Drahttrenneinrichtung (23) vertikal und/oder horizontal verschiebbar angeordnet ist.