DE3710639C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen mit den im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5 angegebenen Merkmalen sowie entspre­ chende Verfahren unter Verwendung dieser Vorrichtungen.
Aus der CH-PS 5 68 918 ist eine Vorrichtung zum Aufbringen von Klebband auf die Wicklung einer elektrischen Spule bekannt, bei der ein Support, zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung bewegbar ist und einen in der Arbeitsstellung gegen die Spule drückenden Anpreß-Schuh für das Klebband aufweist. Am Support ist ein zwischen zwei Endlagen verschiebbarer Schlitten angeordnet, der bei Bewegung in seine eine Endlage Klebband in Richtung des Anpreß-Schuhs nachzieht. Ferner ist ein Messer auf einer Bahn quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens, die zwischen dessen einer Endlage und dem Anpreß-Schuh verläuft, beweglich. Mit dieser Vorrichtung lassen sich jedoch nur einseitig klebende Klebbänder verwenden, die speziell für diesen Zweck hergestellt werden. Es steht aber nur ein beschränktes Sortiment solcher Klebbänder zur Verfügung, so daß - abgesehen vom größeren Aufwand - die unterschiedlichen Anforderungen an die Isolation, insbesondere bezüglich der elektrischen Eigenschaften, Temperaturbeständigkeit u. dgl. nicht immer optimal erfüllt werden können.
Aus dem Novemberheft der Zeitschrift "Electronics" von 1957, Seiten 238 bis 240 ist es bekannt, zur Abschirmung Relais, Kleintransformatoren oder Elektronenröhren in eine magnetische Folie einzuwickeln und diese Umwicklung mit Klebfolie zu fixieren. Ferner ist aus der DE-OS 31 39 496 eine Maschine zum Aufbringen metallischer Folien und Anschlußelemente auf den Wickelkörper einer elektrischen Spule bekannt, bei dem die Metallfolie von einer Vorratsspule abgezogen und abschnittsweise gegen ein ebenfalls von einer Vorratsrolle abgezogenes Klebband gedrückt wird, welches von der Bandabzugsvorrich­ tung an die Spule und ein Stück um diese herumgeführt und an ihr angeklebt wird. Nachdem ein genügend langes Stück auf die Spule aufgewickelt ist, wird das Klebband abgeschnitten.
Eine Vorrichtung zum gemeinsamen Aufwickeln von Leiterband und Isolierband auf eine Spule ist auch aus der US-PS 29 69 888 bekannt. Dabei wird zunächst das Leiterband und dann das Isolierband am Spulenkörper befestigt, und beide werden gemeinsam aufgewickelt. Nach dem Aufwickeln wird unter Beibehaltung der Wickelrichtung ein Klebband von oben und ein zweites Klebband in Gegenrichtung von unten zur beiderseitigen Isolation und Festlegung des Leiterbandes aufgebracht.
Zum Aufwickeln eines mit einer Isolierkaschierung verse­ henen Leiterbandes auf einen Spulenkörper ist aus den US-PS 34 74 370 und 35 59 909 eine Maschine bekannt, bei welcher je ein vertikal beweglicher und ein schwenkbarer Anpreßkopf, die jeweils eine Klebbandrolle tragen, vorgese­ hen sind. An das in einem Halter geführte kaschierte Leiterband wird zunächst mittels des schwenkbaren Anpreß­ kopfes ein Stück Klebband angeklebt und durch eine Horizon­ talverschiebung eines die beiden Anpreßköpfe tragenden Schlittens zum leeren Spulenkörper geführt und dort ebenfalls angeklebt und abgetrennt. Darauf wird durch Drehung des Spulenkörpers die Leiterbahn zur Spule aufge­ wickelt. Anschließend fährt der vertikal bewegliche Anpreßkopf an die gewickelte Spule und klebt das zweite Klebband an, mit dem durch weitere Drehung der Spule die Wicklung fixiert wird, und schließlich wird auch das zweite Klebband abgeschnitten.
Ausgehend von diesem zuletzt erläuterten Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Vorrichtung und eines Verfahrens, welche eine Isolierung von Spulenwicklungen mittels klebfreier Isolierbänder ermöglichen, so daß durch freie Wahl der in Frage kommenden Kunststoff-, Metall- oder Papierbänder eine optimale Isolierung je nach den unterschiedlichen Anforderungen gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 5 gekennzeichnete Vorrichtung bzw. durch das in den Ansprüchen 4 und 7 beschriebene Verfahren gelöst, wobei spezielle Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtun­ gen in den entsprechenden Unteransprüchen gekennzeichnet sind.
Die Erfindung hat insbesondere den Vorteil, daß aus der großen Anzahl verfügbarer nichtklebender Bänder eine wesentlich individuellere Auswahl für bestimmte Anwendungszwecke möglich ist als aus der sehr viel geringe­ ren Anzahl marktüblicher Klebebänder.
Die Erfindung sei nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie­ len im einzelnen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungs­ form der Vorrichtung gemäß Anspruch 1,
Fig. 2 eine Darstellung des Arbeitsablaufs dieser Vorrich­ tung,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß dem Anspruch 5 und
Fig. 4 eine Darstellung des Arbeitsablaufs der Vorrichtung nach Fig. 3.
In Fig. 1 ist ein Gehäuse mit (1) bezeichnet, in welchem ein nicht dargestellter an sich bekannter Antrieb für eine drehbare Spulenaufnahme (7) sowie eine pneumatische (ebenfalls nicht dargestellte) Steuerung angeordnet sind.
Ein Anpreßkopf (2) mit einem Messer (3) für ein einseitig klebendes Klebband (9) und einem Messer (4) für ein klebfreies Band (15) ist pneumatisch in X- und Y-Achsen verschiebbar und betätigbar. Oberhalb der Spule (8) ist ein vertikal geführter pneumatischer Gegenhalter (5) vorgesehen, der ein mit einer Aussparung (6′) für das Messer (4) versehenes Gleitstück (6) aufweist, das gegenüber der Spule (8) abgefedert ist. Ein Klebband (9) wird von einer Vorratsrolle (10) über eine Ein­ richtung zur Klebband-Zugentlastungsvorrichtung (11) geführt, die aus drei Umlenkrollen (12) und einer vertikal verschiebbaren Spannungs­ rolle (13) zur Bildung einer Bandschlaufe besteht. Die Bänder (9, 15) werden über Auflageflächen des Anpreßkopfes (2) geführt und mittels unter Unterdruck gehaltenen Saugdüsen (nicht darge­ stellt) festgehalten. Von einer zweiten Vorratsrolle (16) wird das klebfreie Band (15) abgezogen und direkt zur Auflage­ fläche des Anpreßkopfes (2) geführt. Eine gegen die Auflage­ fläche des Anpreßkopfes (2) wirkende Rücklaufsperre (14) ver­ hindert ein Zurückziehen des Klebbandes (9) und eine weitere ebenfalls gegen die Auflagefläche des Anpreßkolbens (2) wirkende Rücklaufsperrolle (17) verhindert ein Zurückziehen des klebfreien Bandes (15) beim Verschieben des Anpreßkopfes (2) in horizontaler Richtung der X-Achse.
Die Betriebsweise der Vorrichtung erfolgt in den einzelnen Verfahrensschritten gemäß Fig. 2 und 2a:
Position A
Das von der ersten Vorratsrolle (10) abgezogene einseitig klebende Klebband (9) sowie das von der zweiten Vorratsrolle (16) abgezogene klebfreie Band (15) werden in den Bereich einer bereits bewickelten elektrischen Spule (8) in die sogenannte Ausgangslage gebracht und am Anpreßkopf (2) jeweils saugend gehalten, wobei das Klebband (9) mit seiner Klebfläche gegen die Spule (8) gerichtet ist.
Position B
Der Anpreßkopf (2) fährt gegen die Spule (8) und drückt/klebt das Klebband (9) teilweise an den Umfang der Spulenwicklung; nachfolgend dreht sich gegen die Kraft des pneumatisch wirkenden Anpreßkopfes (2) die Spule (8) in Pfeilrichtung um etwa 270°, und gleichzeitig verschiebt sich der Anpreßkopf (2) in eine seitlich versetzte Trennposition und das Messer (3) trennt ein von der Spule (8) wegragendes Klebbandstück (9′) ab.
Position C
Der Anpreßkopf (2) fährt in seine Ausgangsposition zurück und die Spule (8) dreht sich mit dem frei herausragenden Klebband­ stück (9′) in Pfeilrichtung um 180°, so daß die Klebfläche des Klebbandstückes (9′) zum klebfreien Band (15) zeigt, und nachfolgend wird das Gleitstück (6) an die Spule (8) angelegt.
Position D
Der Anpreßkopf (2) wird seitlich versetzt, angehoben, so daß sich die beiden Bandenden gegenüberliegen und drückt das bereitgestellte klebfreie Band (15) gegen die Klebfläche des herausragenden Klebbandstückes (9′).
Position E
Der Anpreßkopf (2) fährt in seine Ausgangslage zurück und die Spule (8) dreht in Pfeilrichtung eine vorbestimmte Anzahl von Windungen und wickelt dabei das klebfreie Band gegen die Federkraft des Gleitstückes (6) auf die Spule (8); nachfolgend fährt der Anpreßkopf (2) aus seiner Ausgangslage wieder in seine seitlich versetzte Schneidposition und drückt gegen das klebfreie Band (15) und gegen das Gleitstück (6), und das Messer (4) trennt das Band (15).
Position F
Der Anpreßkopf (2) fährt nochmals in eine Ausgangslage zurück, so daß das Klebband (9) unterhalb der bereits isolierten Spule (8) zu liegen kommt, und der Anpreßkopf (2) drückt/klebt das Klebband (9) teilweise an den Umfang der isolierten Spule (8).
Position G
Die Spule (8) dreht sich in Pfeilrichtung gegen die Federkraft des Anpreßkopfes (2) und des Gleitstückes (6) und wickelt das Klebband (9) um etwa 360° und fixiert das Ende des Bandes (15) an der Spule (8) und gleichzeitig trennt das Messer (3) im geringen Abstand zur Spule (8) das Klebband (9) ab, und das überragende Klebbandende (9′) wird durch Weiterdrehen an die isolierte Spule (8) angewickelt.
Demnach wird gemäß Fig. 2 ein klebfreies Band (15) mit zwei Klebbandenden (9′) auf die Spulenwicklung schrittweise aufgebracht.
Eine vorteilhafte Variante ergibt sich gemäß Fig. 3 mit einer Isoliervorrichtung, bei der sowohl das Klebband (9) als auch das klebfreie Band (15) von einer Seite der Vorrichtung zugeführt, zusammengeklebt und auf die Spulenwicklung gemeinsam kontinuierlich aufgebracht werden.
Die in den beiden Fig. 1 und Fig. 3 identischen Teile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Zum Unterschied zu Fig. 1 ist anstatt des Gegenhalters 5 mit dem federnd angeordneten Gleitstück (6) für das klebfreie Band (15) ein zweiter Anpreßkopf (18) mit Messer (4) vorgesehen, der vertikal verschiebbar und zusätzlich schwenkbar ausgebildet ist und außer der Auflagefläche auch eine Gleitfläche (18′) aufweist. Das klebfreie Band (15) wird analog zum Anpreßkopf (2) auf der Auflagefläche des Anpreßkopfes (18) angesaugt gehalten (nicht dargestellt). Die Klebband-Zuführung ist mit Fig. 1 identisch. Das klebfreie Band (15) wird derart von der Vorratsrolle (16) abgezogen und zu den Anpreßköpfen (2, 18) geführt, daß das Band (15) oberhalb in Abstand zum Klebband (9) zu liegen kommt.
Es könnten auch mehrere klebfreie Bänder verwendet werden, indem die Bänder von mehreren Vorratsrollen abgezogen und - wie beispielsweise für zwei von Vorratsrollen (16, 16′) zugeführte klebfreie Bänder (15, 15′) - zu den entsprechenden zweiten Anpreßköpfen (18, 19) mit Gleitflächen (18′, 19′) sowie mit Messern (4, 4′) und Rücklaufsperrollen (17, 17′) strichliert dargestellt ist. Eine derartige Ausführung der Isoliervorrichtung ermöglicht kombinierte Isolierungen, beispielsweise Kunststoff-/Metall-Bänder einzusetzen. Man kann auch, vorzugsweise bei Fertigungsstraßen, wo die Spulen von einer zur anderen Station beliebig transportiert werden können, beispielsweise für die Zwischenisolation nur das klebfreie Band (15) und nach zu Ende gefertigter Wicklung das Band (15′) als Deckisolation auf die Spule (8) aufbringen, wobei die klebfreien Bänder (15, 15′) aus unterschiedlichen Materialien wie Kunststoff, Metall oder Papier bestehen können.
Die Betriebsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 3 erfolgt in den einzelnen Verfahrensschritten nach Fig. 4, 4a:
Position A
Das von der ersten Vorratsspule (10) abgezogene einseitig klebende Klebband (9) sowie das von der zweiten Vorratsspule (16) abgezogene klebfreie Band (15) werden in den Bereich einer bereits bewickelten elektrischen Spule (8) in die Ausgangslage gebracht und saugend an den entsprechenden Auflageflächen der Anpreßköpfe (2, 18) festgehalten, wobei das Klebband (9) mit seiner Klebfläche gegenüber sowohl der Spule (8) als auch dem klebfreien Band (15) zu liegen kommt.
Position B
Der Anpreßkopf (2) fährt gegen die Spule (8) und drückt/klebt das Klebband (9) teilweise an den Umfang der Spulenwicklung der Spule (8); nachfolgend dreht sich die Spule (8) in Pfeilrichtung gegen die Kraft des pneumatisch wirkenden Anpreßkopfes (2), und nach Erreichen einer Drehung von etwa 270° schwenkt der zweite Anpreß­ kopf (18) mit dem saugend gehaltenen klebfreien Band (15) gegen die Klebfläche des am Anpreßkopf (2) ebenfalls saugend gehaltenen Klebbandes (9) und das Klebband (9) wird mit dem klebfreien Band (15) kontinuierlich zusammengeklebt.
Position C
Die Spule (8) dreht sich in Pfeilrichtung weiter, wobei gleichzeitig der erste Anpreßkopf (2) in die Schneidposition seitlich versetzt und der zweite Anpreßkopf (18) in die Schneidposition geschwenkt wird, so daß das klebfreie Band (15) über die Gleitfläche (18′) abläuft und das Messer (4) nach vorbestimmter Länge das Band (15) abtrennt.
Position D
Der Anpreßkopf (18) für das Band (15) schwenkt in seine Ausgangslage zurück und die Spule (8) dreht sich weiter, bis das klebfreie Band (15) vollständig auf der Spule (8) aufge­ wickelt ist und ein über die Spule (8) ragendes Klebbandende (9′) vorliegt, welches durch das Messer (3) abgetrennt und durch Weiterdrehen der Spule (8) an diese angelegt wird, wodurch das Band (15) auf der Spule (8) fixiert wird.
Bei Verwendung von mehreren, beispielsweise zwei klebfreien Bändern (15, 15′) kommt gemäß Fig. 3 und 4b ein zusätzlicher zweiter Anpreßkopf (19 - strichliert dargestellt) wie bereits erwähnt zum Einsatz. Die entsprechenden Verfahrensschritte sind weitgehend mit der beschriebenen Betriebsweise gemäß Fig. 4 identisch, wobei in der Regel zuerst das von der Vorratsrolle (16′) abgezogene Band (15′) dem zusätzlichen zweiten Anpreßkopf (19) zugeführt und an das Kleb­ band (9) angedrückt/geklebt und durch Drehen der Spule (8) so eingezogen wird, daß die zum Ankleben beider Bänder (15, 15′) an das Klebband (9) erforderliche Überlappung (a - Fig. 4b) der Bänder (15, 15′) zueinander relativ gering ist.
Das Verfahren und die Vorrichtungen sind auf Isolierungen von Wicklungen elektrischer Spulen nicht beschränkt. So könnten auch andere zylindrische Körper mit beliebigem Querschnitt auf diese Weise isoliert werden. Das oder die klebfreien Bänder können zusammen mit dem Klebband auch zwischen die einzelnen Wicklungs­ schichten dieser Körper eingelegt werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Aufbringen eines klebfreien Bandes auf eine elektrische Spule,
  • - mit einem drehbaren Spulenhalter (7),
  • - mit einer ersten Vorratsrolle (10) für einseitig kleben­ des Klebband (9), von dem ein erster Abschnitt an die Spule (8) herangeführt und an ihre festgeklebt wird,
  • - mit einer zweiten Vorratsrolle (16) für klebfreies Band (15), das an den freien Teil des Klebbandes (9) angeklebt und nach dem Wickeln mit einem zweiten Abschnitt des Klebbandes (9) an der Spule fixiert wird,
  • - mit einer vertikal verschiebbaren Anpreßvorrichtung (2) zum Ankleben des Klebbandes (9), und
  • - mit Messern (3, 4) zum Abschneiden der Bänder,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung als mit einem Gegenhalter (5) zusammenwirkender horizontal und vertikal verschiebbarer Anpreßkopf (2) mit zwei Halteflächen ausgebildet ist, die bei einer Horizontalbewegung des Anpreßkopfes (2) das saugend auf ihnen gehaltene Klebband (9) bzw. klebfreie Band (15) an die fertige Leiterwicklung der Spule (8) heranführen und bei einer Vertikalbewegung des Anpreßkopfes (2) die Klebverbindungen zwischen Klebband (9) und Spule (8) bzw. Klebband (9) und klebfreiem Band (15) herstellen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Halteflächen je ein Messer (3, 4) für das Klebband (9) bzw. das klebfreie Band (15) gelagert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zwischen der ersten Vorratsrolle (10) und dem Anpreß­ kopf (2) angeordnete Zugentlastungsvorrichtung (11).
4. Verfahren zum Aufbringen eines klebfreien Bandes auf eine elektrische Spule unter Verwendung einer Vorrich­ tung nach Anspruch 1,
bei dem mit der ersten Haltefläche von der ersten Vorratsrolle (10) der erste Abschnitt einseitig klebendes Klebband (9) abgezogen, an die fertige Leiterwicklung der Spule (8) herangeführt und an ihr festgeklebt wird,
bei dem nach Drehen der Spule mit der zweiten Haltefläche von der zweiten Vorratsrolle (16) das klebfreie Band (15) abgezogen, ebenfalls an die Spule (8) herangeführt und an das freie Ende des Klebbandes (9) angeklebt wird,
bei dem nach dem Umwickeln der Spule (8) mit dem klebfreien Band (15) dieses abgetrennt wird,
und bei dem anschließend wieder von der ersten Haltefläche der zweite Klebbandabschnitt von der ersten Vorratsrolle (10) abgezogen, an die Spule (8) herangeführt und an das klebfreie Band (15) angeklebt wird und zur Fixierung um die Spule (8) gewickelt und abgeschnitten wird.
5. Vorrichtung zum Aufbringen eines klebfreien Bandes auf eine elektrische Spule,
  • - mit einem drehbaren Spulenhalter (7),
  • - mit einer ersten Vorratsrolle (10) für einseitig kleben­ des Klebband (9), von dem ein erster Abschnitt an die Spule (8) herangeführt und an ihr festgeklebt wird,
  • - mit einer zweiten Vorratsrolle (16) für klebfreies Band (15) an den freien Teil des Klebbandes (9) angeklebt und nach dem Wickeln mit einem zweiten Abschnitt des Klebbandes (9) an der Spule (8) fixiert wird,
  • - mit einer vertikal verschiebbaren Anpreßvorrichtung (2) zum Ankleben des Klebbandes (9),
  • - und mit Messern (3, 4) zum Abschneiden der Bänder,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anpreßvorrichtung einen horizontal und vertikal verschiebbaren ersten Anpreßkopf (2) mit einer ersten Haltefläche und einen vertikal verschiebbaren und schwenkbaren zweiten Anpreßkopf (18) mit einer zweiten Haltefläche (18′′) und einer im Winkel dazu liegenden Gleit­ fläche (18′) sowie ein dazwischen angeordnetes Messer (4) aufweist,
daß die erste Haltefläche bei einer Horizontalbe­ wegung des ersten Anpreßkopfes (2) das saugend auf ihr gehaltene Klebband (9) an die fertige Leiterwicklung der Spule (8) heranführt und bei einer Vertikalbewegung des ersten Anpreßkopfes (2) die Klebverbindung zwischen Klebband (9) und Spule (8) herstellt,
daß die zweite Haltefläche (18′) bei einer Verti­ kalbewegung des zweiten Anpreßkopfes (18) das klebfreie Band (15) auf das Klebband (9) drückt,
und daß nach einer Schwenkbewegung des zweiten Anpreßkopfes (18) die Gleitfläche (18′) auf die zusammenlie­ genden Bänder (9, 15) drückt derart, daß das Messer (4) nur das obenliegende klebfreie Band (15) abschneiden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufbringen mehrerer klebfreier Bänder (15, 15′) mehrere zweite Anpreßköpfe (18, 19) in Bandrichtung hinter­ einander über dem ersten Anpreßkopf (2) angeordnet sind, denen entsprechend mehrere zweite Bandrollen (16, 16′) zugeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine zwischen der ersten Vorratsrolle (10) und dem ersten Anpreßkopf (2) angeordnete Zugentlastungsvorrichtung (11).
8. Verfahren zum Aufbringen eines klebfreien Isolierbandes auf die Wicklung einer elektrischen Spule unter Verwendung einer Vorrichtung nach Anspruch 5,
bei dem nach Ankleben des Klebbandes (9) an die fertige Wicklung der Spule (8) mit Hilfe der zweiten Halte­ fläche das klebfreie Band (15) an das Klebband (9) angeklebt und auf der gesamten Länge zusammen mit dem Klebband (9) aufge­ wickelt wird,
und bei dem anschließend zuerst das klebfreie Band (15) abgeschnitten und ein überstehender Abschnitt (9′) des Klebbandes (9) aufgewickelt und dann auch dieses abgeschnitten wird.
DE19873710639 1987-03-31 1987-03-31 Verfahren und vorrichtung zum aufbringen eines klebfreien isolierbandes auf die wicklung einer elektrischen spule Granted DE3710639A1 (de)

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