DE4143460C2 - Verfahren zum Herstellen eines Kernwickels für einen elektrischen Transformator sowie Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines Kernwickels für einen elektrischen Transformator sowie Vorrichtung zum Durchführen des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines
Kernwickels für einen elektrischen Transformator gemäß
Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die Erfindung betrifft
weiter eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Ein Verfahren des eingangs genannten Art läßt sich der US-PS
4 741 096 entnehmen. Bei dem bekannten Verfahren erfolgt das
Wickeln der Gruppen von Streifen um einen zylindrischen Dorn.
Bei dem in der US-PS 3 003 225 beschriebenen Verfahren zum
Herstellen eines Kernwickels werden einzelne Metallstreifen
fortschreitend größerer Länge im wesentlichen symmetrisch in
einem Stapel übereinandergelegt und an Punkten um stumpfe
Winkel gebogen, die den vier Ecken des fertigen Kernwickels
entsprechen.
Die US-PS 4 413 406 offenbart ein Verfahren zum Herstellen
eines Kernwickels, bei dem zwischen gegenüberliegenden Paaren
von Metallstreifen auf mindestens eine der einander gegen
überliegenden Oberflächen ein metallisches Material mit einem
Schmelzpunkt von 50 bis 350°C aufgebracht, die Paare von
Metallstreifen zusammengelegt, auf eine den genannten Schmelz
punkt übersteigende Temperatur erhitzt, danach abgekühlt, zu
Paketen von Verbundstreifen geschnitten und zu einer
erwünschten Form für den Kernwickel übereinander gelegt werden.
Ein Typ von Überlappstoßkonstruktion, der umfangreich be
nutzt wird und gute magnetische Eigenschaften hat, ist ein
Typ, bei dem die Überlappstöße winkelversetzt oder gestaf
felt sind und sich treppenförmig wiederholen, wenn man von
dem Fenster zu dem äußeren Umfang des Kerns geht. Dieser
Typ von Konstruktion wird hier als Stufenüberlapp- oder
verteilte Überlappstoßkonstruktion bezeichnet. Beispiele
dieses Konstruktionstyps finden sich in den US-PS 4 734 975
und 4 741 096, auf die bezüglich weitere Einzelheiten ver
wiesen wird. Ein Nachteil dieses Typs von Stoßkonstruktion
ist, daß ihre Verwendung zu einem zusätzlichen Aufbau in
der Querschnittsfläche des Kerns in dem Stoßgebiet führt
und daß dieser Aufbau üblicherweise als eine "Beule" er
scheint, die an der äußeren Oberfläche des Kerns radial
nach außen vorsteht. Diese Beule bringt beträchtliche Pro
bleme bei der Herstellung des Kerns mit sich, was im fol
genden noch näher beschrieben ist. Die Beule kann elimi
niert werden, wenn bei dem Kern sogenannte "kurze Bleche"
verwendet werden, indem ein kurzes Blech jedesmal dann be
nutzt wird, wenn sich das Stufenmuster der Überlappstöße
wiederholt. Diese kurzen Bleche sind jeweils ein Teillänge
aufweisendes Kernblech, das mit einem seiner Enden stumpf
an das überlappende Ende des letzten Kernbleches eines Stu
fenüberlappstoßmusters anstößt und dessen anderes Ende
stumpf an das unterlappende Ende des ersten Kernbleches des
nächsten Stufenüberlappmusters anstößt. Das Vorhandensein
dieser kurzen Bleche baut den Querschnitt des übrigen Teils
des Kerns auf, so daß er gleich dem Querschnitt des Stoßge
bietes wird, wodurch die oben beschriebene "Beule" elimi
niert wird. Aber aus Gründen, die im Stand der Technik be
kannt und beispielsweise in der vorgenannten US-PS 4 741
096 erläutert sind, führt das Vorhandensein von kurzen Ble
chen zu örtlich begrenzten Gebieten hoher Flußdichte, die
unerwünschte Sättigungseffekte erzeugen können. Die Anmel
derin vermeidet deshalb die Kurzblechlösung bei dem Aufbau
des Kerns nach der Erfindung und macht von einer anderen
Lösung Gebrauch, um die Größe der oben beschriebenen, nach
außen vorstehenden Beule während des Teils des Kernherstel
lungsprozesses, bei dem diese Beule beträchtliche Ferti
gungsprobleme verursachen kann, zu eliminieren oder wenig
stens beträchtlich zu reduzieren.
Einige der Probleme, die mit der oben beschriebenen, nach
außen vorstehenden Beule verbunden sind, sind folgende.
Wenn der Kern aus einander überlagerten dünnen Streifen
amorphen Metalls zusammenzusetzen ist, macht das Vorhanden
sein der Beule es sehr schwierig, die Ränder der Streifen
während eines herkömmlichen Kernzusammensetzvorganges wirk
sam zu führen und festzulegen, z. B. bei einem Kernzusammen
setzvorgang, bei dem die amorphen Streifen um einen rotie
renden Dorn gewickelt werden, und zwar mit Unterstützung
eines bewegten Bandes, welches den Dorn teilweise umgibt.
Ein weiteres Problem, das aus dem Vorhandensein der Beule
bei einem solchen Kernzusammensetzvorgang resultiert, ist,
daß die zunehmend exzentrische Masse des Kernwickels, wenn
dieser um den Dorn aufgebaut wird, die Geschwindigkeit be
grenzt, mit der der Dorn gedreht werden kann, wodurch die
Geschwindigkeit des Zusammensetzvorganges begrenzt wird.
Noch ein weiteres Problem ist die Tendenz von Kernblechen,
die Winkellage zu ändern, wenn sich der Dorn dreht. Unter
diesem letztgenannten Gesichtspunkt ist es schwierig, den
inneren Dorn und das äußere Winkelband sich mit derselben
Winkelgeschwindigkeit bewegen zu lassen, insbesondere wenn
das Band die Beule berührt.
Ein weiteres Problem, das sich stellt, wenn man versucht,
einen Kern aus Streifen amorphen Metalls aufzubauen, welche
das Kernfenster umschließen, ist, daß, weil die Streifen
amorphen Metalls sehr dünn sind (üblicherweise haben sie
eine Dicke von nur etwa 25 µm, was nur etwa 1/10
bis 1/20 der Dicke der üblicherweise benutzten herkömmli
chen Siliciumstahlstreifen ist), eine sehr große Anzahl von
Streifen um das Kernfenster gewickelt oder anderweitig zu
sammengesetzt werden muß, um den gewünschten Aufbau des
Kerns zu erzielen. Individuelles Wickeln dieser großen An
zahl von Streifen um das Kernfenster wäre ein übermäßig
zeitraubendes und teueres Verfahren. Zum Vermeiden der Not
wendigkeit des Einzelwickelns dieser großen Anzahl von
Streifen ist bereits vorgeschlagen worden, bei Kernen mit
Überlappstößen die Streifen gleichzeitig um das Kernfenster
in Gruppen zu wickeln, die einzeln aus der Anzahl von
Streifen hergestellt werden, welche für einen Überlappstoß
geeignet ist, z. B. 10 bis 20 Streifen. Es wäre erwünscht,
wenn die Streifen in größerer Zahl gleichzeitig gewickelt
werden könnten, um so eine Vielzahl von Überlappstößen zu
bilden, und zwar im Fall des Stufenüberlappstoßkerns eine
Vielzahl von Überlappstößen, die in genauem vorbestimmtem
Ausmaß versetzt sind. Bei Anwendung der herkömmlichen Ver
fahren zum Zusammensetzen eines Kerns ist es schwierig,
diese vielen amorphen Streifen gleichzeitig derart zu
wickeln oder anderweitig zusammenzusetzen, daß ihre Enden
präzise so angeordnet sind, daß sich die gewünschte präzise
festgelegten Stufenüberlappstöße ergeben.
Eine Möglichkeit zum Mildern von einigen der oben beschrie
benen Probleme des präzisen Festlegens der Streifen besteht
darin, die Streifen vor dem Zusammensetzen des Kerns mit
einer geeigneten Flüssigkeit zu benetzen. Die Flüssigkeit
ist bestrebt, benachbarte Streifen während des Zusammenset
zens durch Oberflächenspannung zusammenzuhalten und, so eine
unerwünschte Verlagerung der Streifen zu blockieren. Leider
kann die Verwendung von solchen Flüssigkeiten Umweltpro
bleme mit sich bringen oder Rosten des amorphen Metalls
verursachen, insbesondere dann, wenn die Flüssigkeit wäh
rend des Kernherstellverfahrens nicht vollständig verdampf
bar ist. Es ist deshalb erwünscht, die Notwendigkeit sol
cher Flüssigkeiten bei dem Kernzusammensetzverfahren zu
eliminieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor
richtung zum Herstellen eines Überlappstoß-Transforma
torkerns aus amorphem Metall zu schaffen, bei dem die lä
stige nach außen vorstehende Beule, die oben beschrieben
worden ist, während desjenigen Teils des Kernherstellver
fahrens, während welchem die Beule beträchtliche Ferti
gungsprobleme mit sich bringen kann, eliminiert oder zumin
dest in der Größe wesentlich reduziert ist und es sollen
- 1. die vorgenannte Aufgabe gelöst werden, ohne daß es notwendig ist, die oben beschriebenen "kurzen Bleche" zu verwenden,
- 2. ein Kern aus amorphem Metall durch ein Verfah ren hergestellt werden, bei dem Streifen amorphen Metalls benutzt werden, die um einen Dorn gewickelt werden, und bei dem eine außergewöhnlich geringe Tendenz besteht, daß sich die Bleche in Längsrichtung aus den vorbestimmten Positio nen verschieben, welche zum präzisen Festlegen der Stöße des Kerns erforderlich sind,
- 3. ein Verfahren geschaffen werden, mit dem das unmittelbar vorhergenannte Ziel erreichbar ist, ohne daß eine Flüssigkeit zum Benetzen der Streifen vor dem Zusam mensetzen verwendet werden muß,
- 4. ein Kern aus amorphem Metall durch ein Verfah ren und eine Vorrichtung hergestellt werden, welche ermög lichen, den Kern zusammenzusetzen, indem eine außergewöhn lich große Anzahl von Streifen amorphen Metalls gleichzei tig um das Kernfenster gewickelt wird,
- 5. ein Stufenüberlappstoß-Kern aus Streifen von amorphem Metall durch ein Verfahren und eine Vorrichtung hergestellt wer den, welche ermöglichen, den Kern zusammenzusetzen, indem gleichzeitig eine Vielzahl von gegeneinander versetzten Gruppen amorpher Streifen, d. h. ein Paket um das Kernfen ster gewickelt wird,
- 6. ein Kernwickel aus Streifen amorphen Metalls, die in Gruppen und Paketen zusammengesetzt sind, durch ein Wickelverfahren aufgebaut werden, welches bein haltet, daß die Pakete eines nach dem anderen um einen Dorn gewickelt werden, und welches sich somit ohne weiteres zum Herstellen von Überlappstößen zwischen entgegengesetzten Enden jeder Gruppe eignet,
- 7. ein Verfahren zum Aufbauen eines Kernwickels um einen Dorn geschaffen werden, welches be inhaltet, Gruppen von Streifen amorphen Metalls so um den Dorn zu wickeln, daß die Länge der Gruppen kontrolliert werden kann, wenn der Wickelvorgang vonstatten geht, um un vorhersagbare Variationen zu kompensieren, welche sich in der Festigkeit und der Überlappung von Gruppen ausbilden könnten, die in einer früheren Phase des Wickelvorganges gewickelt worden sind.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Verfahren
nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche
2 bis 18.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs
gemäßen Verfahrens ist Gegenstand
des Anspruches 19.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 20 bis 22.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden un
ter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es
zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines
Teils der Vorrichtung nach der Erfin
dung, insbesondere einer Schereinrich
tung zum Abschneiden von Gruppen von
Streifen amorphen Stahls von einem
durchgehenden Verbundstreifen, wobei
der durchgehende Streifen mit seinem
vorderen Ende über einem stationären
Bett unmittelbar vor einem Schervorgang
gezeigt ist,
Fig. 1a eine Querschnittansicht eines Pakets,
das aus einer Vielzahl von Gruppen von
Streifen gebildet ist, die gegeneinan
der versetzt übereinander gestapelt
sind, nach der Linie 1a-1a in Fig. 3,
nachdem das Paket auf einem dort ge
zeigten Träger zusammengesetzt worden
ist,
Fig. 2 eine schematische Ansicht nach der Li
nie 2-2 in Fig. 3, welche neben dem
Bett nach Fig. 1 eine geneigte Ebene
zeigt, auf der jede Gruppe von Streifen
hinabbewegt wird, und einen Träger am
unteren Ende der geneigten Ebene zum
Empfangen jeder Gruppe, nachdem sie die
geneigte Ebene hinabbewegt worden ist,
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf die
Vorrichtung nach Fig. 2, wobei der Ver
bundstreifen mit ausgezogenen Linien
gezeigt ist, wobei eine Gruppe von da
von abgeschnittenen Streifen mit ge
strichelten Linien auf dem Bett der
Schereinrichtung gezeigt ist, wobei
eine Verschiebeeinrichtung schematisch
auf der geneigten Ebene gezeigt ist und
wobei ein zuvor abgescherter Streifen
auf dem Träger ruht,
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Trä
gers bei Betrachtung desselben von ei
nem Rand her, wobei ein Paket auf ihm
angeordnet ist, wobei der Träger in
zwei verschiedenen Positionen gezeigt
ist und wobei in der Rechten dieser
beiden Positionen auf dem Träger ein
Paket an einem Dorn angeordnet ist, um
den das Paket zu wickeln ist,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Wickeleinrich
tungsunterbaugruppe, die ein an dem
Dorn der Unterbaugruppe in Vorbereitung
auf das Wickeln angeordnetes Paket
zeigt,
Fig. 6 eine weitere Draufsicht auf die Wickel
einrichtungsunterbaugruppe nach Fig. 5,
welche die Unterbaugruppe in mehreren
frühen Phasen eines Wickelvorganges
zeigt,
Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht eines Teils
der Wickeleinrichtung nach Fig. 6, wel
che einen Teil der Wickeleinrichtung in
einer fortgeschritteneren Phase des
Wickelvorganges zeigt,
Fig. 8 eine Ansicht ähnlich der nach Fig. 7,
mit der Ausnahme, daß eine noch fortge
schrittenere Phase des Wickelvorganges
und insbesondere eine Phase dargestellt
ist, in der das rechte Ende eines Pa
kets auf den Dorn aufgelegt worden ist
und das linke Ende dieses Pakets gerade
um das rechte Ende des Dorns herumge
legt wird,
Fig. 8a eine Schnittansicht nach der Linie 8a-
8a in Fig. 8, welche ausführlicher die
Klemmfinger zeigt, die einen Teil der
Wickeleinrichtung bilden,
Fig. 9 eine Draufsicht auf einen Teil der Wic
keleinrichtung, nachdem ein erster Satz
von Überlappstößen an den Enden eines
Pakets gebildet worden ist, und während
dieses Paket in gewickeltem Zustand
durch die Klemmfinger nach den Fig. 8
und 8a gehalten wird,
Fig. 10 eine Draufsicht, die einen Kernwickel
zeigt, nachdem er bis zu seiner vollen
Dicke durch wiederholtes Wickeln von
Paketen um den Kern aufgebaut worden
ist, wobei eine äußere Schutzhülle an
dem äußeren Umfang des Kernwickels ge
zeigt ist,
Fig. 11 den Kernwickel, nachdem er von dem Dorn
entfernt und insgesamt zu einer Kreis-
oder Ringform aufgeweitet worden ist,
Fig. 12 eine Draufsicht, welche den Kernwickel
zeigt, nachdem dieser in seine im we
sentlichen endgültige Form gebracht
worden ist,
Fig. 13 eine schematische Ansicht, welche einen
unerwünschten Zustand zeigt, der sich
während des Wickelns ergeben würde,
wenn der Dorn an seiner Rückseite keine
Konkavität aufweisen würde,
Fig. 14 eine schematische Darstellung eines
Meß- und Steuersystems zum Steuern des
Grades der Überlappung, welche in den
Überlappstößen des Kernwickels erfolgt,
wenn dieses aufgebaut wird, wobei in
dieser Figur der Kernwickel zu einer
Zeit dargestellt ist, zu welcher ein
erstes Paket teilweise um den Dorn ge
wickelt worden ist,
Fig. 15 eine Ansicht nach der Linie 15-15 in
Fig. 14,
Fig. 15a eine Ansicht von derselben Stelle wie
in Fig. 15 aus, aber nachdem das erste
Paket vollständig um den Dorn gewickelt
worden ist,
Fig. 16 eine vergrößerte Ansicht des Stoßberei
ches des Kernwickels nach der Erfin
dung, nachdem einige, aber nicht alle
Pakete um den Dorn gewickelt worden
sind, und
Fig. 17 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 1, mit
der Ausnahme, daß der Verbundstreifen
in einer frühen Phase bei einem Strei
fenvorschubvorgang gezeigt ist, wenn
das Vorderende des Streifens mit Farbe
besprüht wird.
Fig. 1 zeigt einen durchgehenden Verbundstreifen 12 aus
amorphem Stahl, aus dem der Transformatorkern hergestellt
werden soll, von dem ein Zwischenformstück oder -wickel bei
10 in Fig. 10 gezeigt ist. Der Verbundstreifen 12 besteht
aus vielen einzelnen Streifen oder Bändern amorphen Stahls,
z. B. 10 bis 20, die übereinander gestapelt sind. Die ein
zelnen Streifen sind im wesentlichen identisch und haben
jeweils eine Dicke von etwa 25 µm (1 mil). Innerhalb des
Verbundstreifens sind die seitlichen Ränder der einzelnen
Streifen im wesentlichen ausgerichtet.
Der Verbundstreifen wird durch Scherblätter 14 und 16, die
am Anfang auf vertikal entgegengesetzten Seiten des Ver
bundstreifens angeordnet sind, in Abschnitte vorbestimmter
Länge zerschnitten. Diese Scherblätter sind vorzugsweise so
ausgebildet, wie es in der Patentan
meldung EP 0391194 A1 der Anmelderin beschrieben ist.
Wenn der
Verbundstreifen ausreichend weit nach rechts vorgeschoben
worden ist, so daß die gewünschte Streifenlänge rechts von
der Schneidebene 17 der Scherblätter angeordnet ist, dann wird
das obere Scherblatt 16 vertikal nach unten getrieben, um
den Verbundstreifen in der Schneidebene 17 durchzutrennen.
Der sich ergebende Abschnitt, welcher rechts von der
Schneidebene erscheint, wird hier als Gruppe 19 von Strei
fen bezeichnet. In jeder Gruppe werden die sich quer er
streckenden Ränder der Streifen an dem Ende der Gruppe aus
gerichtet sein, und die sich in Längsrichtung erstreckenden
Seitenränder der Streifen werden üblicherweise im wesent
lichen ausgerichtet sein.
Die folgende ausführlichere Beschreibung wird zeigen, daß
der Transformatorkernwickel (bei 10 in Fig. 10 gezeigt)
hergestellt wird durch Wickeln von Gruppen 19 von Streifen
(die auf oben beschriebene Weise von dem durchgehenden
Streifen 12 abgeschnitten worden sind) um einen stillste
henden Dorn 50, der am besten in den Fig. 5-10 zu erkennen
ist. Der Dorn 50, der im folgenden noch näher beschrieben
wird, hat eine zentrale Längsachse 47, eine äußere Oberflä
che 49, welche die Achse umgibt und sich über die Länge des
Dorns erstreckt, und einen zu der Achse normalen Quer
schnitt eines massiven Körpers mit einem äußeren Umfang,
welcher einen konkaven Oberflächenteil 130 aufweist, der
eine Vertiefung 131 in dem Umfang bildet. Die Gruppen 19
von Streifen werden auf Längen zugeschnitten, die ausrei
chen, damit jede Gruppe den Dorn vollständig umgeben und
sich an ihren Enden in einem vorbestimmten Ausmaß überlap
pen kann, das für jede Gruppe während des gesamten Kernauf
baus im wesentlichen konstant gehalten wird, was im folgen
den noch deutlicher werden wird. Eine übliche Überlappung
beträgt etwa 12,5 mm. Darüber hinaus werden, wie
im folgenden noch näher beschrieben wird, die Gruppen zu
Paketen zusammengesetzt, bevor sie um den Dorn 50 gewickelt
werden. Ein übliches Paket ist, bevor es gewickelt wird,
bei 52 in Fig. 1a gezeigt. Gemäß Fig. 1a weisen diese Pa
kete 52 jeweils eine Vielzahl von Gruppen 19 auf, wobei die
Gruppen in jedem Paket in Längsrichtung gegeneinander ver
setzt angeordnet sind, so daß an jedem Ende 54 des Pakets
die Enden von aufeinanderfolgenden Gruppen einander überlappen
und an dem anderen Ende 56 des Pakets die Enden der
aufeinanderfolgenden Gruppen einander unterlappen. Wenn ein
Paket um den Dorn 50 gewickelt wird, wird jede Gruppe 19
mit ihrem vorderen Rand (an dem Ende 54) unmittelbar an dem
hinteren Rand (an dem Ende 56) der ihr unmittelbar vorange
henden Gruppe angeordnet.
Zum Vorschub des Verbundstreifens, wie es in dem zweiten
Abschnitt dieser ausführlichen Beschreibung beschrieben
ist, ist eine geeignete Teil- oder Schalteinrichtung 20 (in
den Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt) vorgesehen. Die
Schalteinrichtung 20 erfaßt den Verbundstreifen und zieht
den Streifen längs eines horizontalen Bettes 23 in Richtung
eines Pfeils 21 vorwärts in die genaue Position, welche zum
Erzielen der verlangten Gruppenlänge benötigt wird und in
der der Streifen festgehalten wird, während er in auf oben
beschriebene Weise durchgetrennt wird. Die Schalteinrich
tung 20 weist in einer Ausführungsform einen Kettentrieb 22
auf, der seine Kette 24 längs der gewünschten Bewegungsbahn
21 des Verbundstreifens vorwärts bewegt. Eine Greifeinrich
tung 26, die an der Kette 24 befestigt ist, kuppelt den
Verbundstreifen lösbar mit der Kette während des Vorschub
vorganges. Die Greifeinrichtung 26 hat einen
herkömmlichen Aufbau und ist deshalb nur schematisch ge
zeigt. Zum anfänglichen Vorschieben des Verbundstreifens 12
in eine Position, in welcher er durch die Greifeinrichtung
26 erfaßt werden kann, ist eine stromaufwärtige
Betätigungseinrichtung 210 (in Fig. 17 zu erken
nen) vorgesehen. Die stromaufwärtige Betätigungseinrichtung
210 gibt den Streifen 12 in einem Zeitpunkt dann frei,
nachdem die Schalteinrichtung 20 die Kontrolle über den
Streifen übernommen hat.
Nachdem der Verbundstreifen auf oben beschriebene Weise
vorgeschoben und durchgetrennt worden ist, wird die sich
ergebende Gruppe 19 von Streifen, die noch durch die Greif
einrichtung 26 gehalten wird, durch die Schalteinrichtung
als eine Einheit um eine zusätzliche Strecke d1 in der
Richtung des Pfeils 21 bewegt, woran anschließend die
Gruppe 19 durch die Greifeinrichtung 26 freigegeben wird.
Unmittelbar nach dieser Freigabe wird die Kette 24 durch
ihre Kettenräder in zu dem Pfeil 21 entgegengesetzter Rich
tung angetrieben, wodurch die Schalteinrichtung 20 in ihre
Position in Fig. 1 zurückgebracht und dadurch darauf vorbe
reitet wird, auf dieselbe Weise, wie es oben beschrieben
worden ist, den Verbundstreifen 12 und die nächste Gruppe
von Streifen, welche von dem Verbundstreifen 12 abgeschert
wird, zu handhaben.
Die Größe d1 der Vorwärtsbewegung, um die die Schaltein
richtung 20 die erste Gruppe 19 längs des Bettes 23 vor
schiebt, nachdem diese erste Gruppe 19 von dem Verbund
streifen 12 abgetrennt worden ist, legt die Stelle auf dem
Umfang des Dorns 50 fest, wo sich der zwischen den Enden
dieser ersten Gruppe gebildete Überlappstoß befinden wird.
In dem gewickelten Kernwickel ist dieser Überlappstoß in
der ersten Gruppe 19 der letzte oder äußerste Überlappstoß
in dem ersten oder inneren Paket 52. Die Größe d1 dieser
Vorwärtsbewegung wird derart gewählt, daß der Überlappstoß in
Winkelausrichtung mit der Vertiefung 131 in dem konkaven
Oberflächenteil 130 des Dorns 50 und, genauer gesagt,
rechts von einer halbierenden Mittelebene 51 liegen wird,
die durch den Nadir der Vertiefung 131 an dem Dorn hin
durchgeht, wie es beispielsweise in den Fig. 5 und 16 zu
erkennen ist.
Danach wird die Gruppe 19 von Streifen, die auf oben be
schriebene Weise gebildet und vorgeschoben worden ist, als
eine Einheit quer zur Streifenlänge eine geneigte Ebene 34
abwärts und auf einen Träger 36 befördert, wo sie durch ge
eignete Klammern 40, die an dem Träger vorgesehen sind,
festgespannt wird. Diese Querbewegung der Gruppe erfolgt
durch eine geeignete Verschiebeeinrichtung 42 (Fig. 3), die
diese Querbewegung der Gruppe bewirkt, ohne daß die Längs
position der Gruppe, d. h. deren in der Richtung des Pfeils
21 betrachtete Position verändert wird. Da die Einzelheiten
dieser Verschiebeeinrichtung 42 nicht Teil der Erfindung
sind, ist diese Einrichtung nur schematisch gezeigt. Es
reicht anzugeben, daß die Verschiebeeinrichtung 42 gemäß
der Darstellung in Fig. 3 umfaßt (1) einen Rahmen 44, der
längs der geneigten Ebene 34 in zu dem Pfeil 21 rechtwinke
liger Richtung hin- und herbewegbar ist, und (2) lösbare
Klammern 46, die an dem Rahmen 44 befestigt sind. In Fig. 3
ist der Rahmen 44 gezeigt, wie er gerade eine Zwischenposi
tion längs der geneigten Ebene 34 passiert. Gemäß der Dar
stellung in Fig. 3 wird, wenn die Schalteinrichtung 20 die
Gruppe 19 von Streifen auf oben beschriebene Weise frei
gibt, der Rahmen 44 der Verschiebeeinrichtung 42 in eine
Position bewegt, in welcher die auf ihm angeordneten Klam
mern 46 den linken Rand der Gruppe 19 erfassen können. Die
Klammern 46 werden dann automatisch betätigt, um den Rand
der Gruppe festzuspannen und dadurch die Gruppe mit dem
Rahmen 44 zu kuppeln, während der Rahmen in Fig. 3 nach
links bewegt wird, um die Gruppe auf den Träger 36 zu be
fördern. Wenn die Gruppe auf dem Träger richtig positio
niert ist, werden die Klammern 40 auf dem Träger automa
tisch betätigt, um den linken Rand der Gruppe zu erfassen
und die Klammern 46 auf dem Rahmen 44 der Verschiebeein
richtung werden gelöst. Wenn das erfolgt ist, wird der Rah
men 44 zurück in eine Position über dem Bett 23 bewegt, wo
seine Klammern 46 eine neu abgescherte Gruppe 19 von Strei
fen erfassen können und der Querverschiebevorgang wieder
holt werden kann. Während die erste Gruppe von Streifen zu
dem Träger 36 gebracht wird, wird der vordere Rand des Ver
bundstreifens wieder in eine neue Position vorgeschoben, in
welcher eine zweite Gruppe mit etwas kürzerer Länge als die
erste Gruppe von dem Verbundstreifen abgeschert wird. Die
Länge dieser zweiten Gruppe (und jeder folgenden neuen
Gruppe in dem ersten Paket) wird so gewählt, daß sie um ein
Ausmaß 2 . π . t kleiner als die unmittelbar vorhergehende
Gruppe ist, wobei t eine repräsentative Dicke der einzelnen
Gruppen ist. Nach diesem Abscheren wird diese zweite Gruppe
in Fig. 1 um eine Strecke nach rechts vorgeschoben, die
etwas größer als die Strecke d1 ist, um welche die erste
Gruppe bewegt wurde, plus der Größe der Überlappung, die
für jeden Überlappstoß gewählt wird. Dann wird die zweite
Gruppe quer zur Streifenlänge die geneigte Ebene 34 nach
unten und auf den Träger 36 bewegt. Die zweite Gruppe wird
auf der ersten Gruppe derart positioniert, daß ihr rechter Rand
gegenüber dem rechten Rand der ersten Gruppe um eine
Strecke verschoben ist, die etwas größer als das Ausmaß der
für jeden Überlappstoß gewählten Überlappung ist.
Ein Paket 52 wird üblicherweise 4 bis 14 überlagerte Grup
pen aufweisen. Auf oben beschriebene Weise wird jede fol
gende Gruppe von dem Verbundstreifen 12 abgeschnitten und
auf der ihr unmittelbar vorangehenden Gruppe in der ge
eigneten gestaffelten Position plaziert, bis ein vollstän
diges Paket zusammengesetzt worden ist. Dieses Zusammenset
zen erfolgt auf dem Träger 36, wo das vollständige Paket
durch die Klammern 40 festgehalten wird, bis der Träger 36
das Paket in seine in Fig. 4 gezeigte Position an dem Dorn
50 transportiert hat, was im folgenden noch näher beschrie
ben ist.
Ein wichtiger Punkt, der in bezug auf jedes auf dem Träger
36 zusammengesetzte Paket 52 anzumerken ist, ist, daß die
erste Gruppe des Pakets, die auf den Träger aufgebracht
worden ist, die äußerste Gruppe des Pakets ist (in Fig. 1a
mit dem Buchstaben O bezeichnet), und daß die letzte Gruppe
des Pakets, die auf den Träger 36 aufgebracht worden ist,
die innerste Gruppe des Pakets ist (in Fig. 1a mit dem
Buchstaben I bezeichnet). Die Gruppen innerhalb des Pakets
werden von der zuerst aufgebrachten bis zu der zuletzt auf
gebrachten Gruppe des Pakets fortschreitend kürzer gemacht,
wobei jede Gruppe zunehmend kürzer als die unmittelbar vor
ihr aufgebrachte Gruppe ist, und zwar um ein Ausmaß 2 . π . t,
wobei t eine repräsentative Dicke der einzelnen Gruppen
ist. Aufeinanderfolgende Gruppen sind um ein Ausmaß ver
schoben, welches etwas größer ist als die gewählte Größe
der Überlappung in jedem Stoß, welche in dieser Ausfüh
rungsform 12,7 mm beträgt.
In dem nächsten Paket 52, das auf dem Träger zusammenge
setzt worden ist, hat die zuerst aufgebrachte Gruppe 19
eine Länge, die gleich der Länge der zuerst aufgebrachten
des unmittelbar vorangehenden Pakets plus n . 2 . π . t ist, wo
bei n die Anzahl der Gruppen in diesem Paket und t dieselbe
Menge wie oben ist. Jede der nacheinander aufgebrachten
Gruppen dieses Pakets wird um eine Größe 2 . π . t kürzer ge
macht als ihr unmittelbarer Vorgänger und ebenfalls in der
selben Richtung wie in der ersten Gruppe um ein Ausmaß ver
schoben, das etwas größer als die gewählte Überlappung in
jedem Stoß ist. Die erste aufgebrachte Gruppe 19 dieses
nächsten Pakets 52 wird auf den Träger 36 etwas überstehend
(in der Richtung des Pfeils 21 in Fig. 1) über die zuerst
aufgebrachte Gruppe des unmittelbar vorhergehenden Pakets
aufgebracht, so daß in dem gewickelten Kernwickel, der in
Fig. 16 gezeigt ist, diese zuerst aufgebrachten Stöße längs
einer insgesamt radialen Linie 47 erscheinen, welche eine
Grenze des Stoßgebietes markiert. Eine weitere, insgesamt
radiale Linie 53 markiert die andere Grenze des Stoßgebie
tes.
Gemäß Fig. 4 ist der Träger 36 an einer Basis 60 schwenkbar
gehaltert, welche auf gegenseitigen Abstand aufweisenden
Führungsstangen 62 linear bewegbar montiert ist, die sich
durch Löcher in der Basis erstrecken. Wenn ein vollständi
ges Paket 52 auf dem Träger 36 zusammengesetzt worden ist,
wird die Basis 60 längs der Führungsschienen 62 horizontal
in eine Position bewegt, in welcher das Paket 52 mit dem
Dorn 50 ausgerichtet ist. Der Dorn 50 ruht auf einem Tisch
64, der eine ebene horizontale obere Oberfläche 65 und
einen Rand 69 hat. Wenn das Paket in Ausrichtung mit dem
Dorn 50 angeordnet ist, wird der Träger 36 im Gegenuhrzei
gersinn um einen Drehpunkt 66 geschwenkt, bis das auf ihm
befindliche Paket 52 den Dorn 50 berührt. Der Tisch 64 hat
eine Leiste 68, die Nuten in dem Rand 69 zu Aufnehmen der
Klammern 40 hat, so daß das Paket bis in Kontakt mit dem
Dorn geschwenkt werden kann, wenn noch kein Paket auf dem
Dorn vorhanden ist, oder bis in Kontakt mit dem letzten Pa
ket, das um der Dorn gewickelt worden ist, wenn ein Paket
oder mehrere Pakete bereits gewickelt worden sind.
Im folgenden wird noch deutlicher werden, daß der Kern
wickel nach den Fig. 10 und 16 aufgebaut wird, indem Pa
kete, die auf oben beschriebene Weise zusammengesetzt wor
den sind, sequentiell um den Dorn 50 gewickelt werden. Die
Pakete werden einzeln um den Dorn gewickelt, wobei jedes
Paket um die zuvor gewickelten Pakete des Kernwickels ge
wickelt wird.
Wenn das erste Paket 52 in seine Position von Fig. 4 ge
bracht worden ist, wird eine Wickeleinrichtungsunterbau
gruppe 70, die am besten in den Fig. 5 und 6 zu erkennen
ist, in Stellung bewegt, um das Paket um den Dorn 50 zu
wickeln. Diese Wickeleinrichtungsunterbaugruppe 70 weist
vier Wickelarme 72, 74, 76 und 78 auf, die jeweils zur Be
wegung in zwei horizontalen Richtungen x und y (Fig. 5) und
außerdem zur Bewegung in einer vertikalen Richtung z gemäß
der Darstellung in den Fig. 4 und 5 geeignet befestigt
sind.
Die vollständige Befestigungseinrichtung für diese Arme ist
nicht gezeigt, es sind aber horizontale Führungsstangen 80
gezeigt, längs welchen ein Paar Wickelarme 72 und 74 in x-
Richtung bewegbar ist, und zusätzliche horizontale Füh
rungsstangen 81, längs welchen das andere Paar Wickelarme
76 und 78 in x-Richtung bewegbar ist. Darüber hinaus sind
Führungsstangen 82 gezeigt, die an dem vorderen Arm 74 be
festigt sind und längs welchen der hintere Wickelarm 72 in
y-Richtung in bezug auf seinen zugeordneten vorderen Wic
kelarm 74 horizontal bewegbar ist. Ähnliche Führungsstangen
84, die an dem vorderen Arm 78 befestigt sind, sind ge
zeigt, längs welchen der andere hintere Wickelarm 76 in be
zug auf seinen zugeordneten vorderen Arm 78 bewegbar ist.
Die Führungsstangen 80 und 81 können horizontal in der y-
Richtung und außerdem vertikal in der z-Richtung bewegt
werden. Die Einrichtungen und Stellantriebe zum Bewirken
einer dieser Bewegungen der Wickelarme sind herkömmlich und
deshalb in den Zeichnungen nicht im einzelnen dargestellt
worden.
Gemäß Fig. 5 weist die Wickeleinrichtungsunterbaugruppe 70
weiter ein flexibles Wickelband 90 auf, das zwei Enden 92,
94 hat. Das Ende 92 ist mit einem Anschlußstift 95 durch
eine Aufwickelspule 91 und eine Vorspanneinrichtung 96 ge
kuppelt, die über die Aufwickelspule 91 eine Vorspannkraft
auf das Band längs desselben ausübt, um dieses gespannt zu
halten. Die Vorspanneinrichtung 96 weist gemäß der schema
tischen Darstellung eine Schraubenfeder auf, in einer be
vorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt sie aber
einen Fluidmotor (nicht gezeigt), der eine Kraft auf das
Band im wesentlichen in derselben Richtung wie die darge
stellte Schraubenfeder ausübt. Das andere Ende 94 des Ban
des 90 ist mit einem Anschlußstift 97 über eine entspre
chende Aufwickelspule 99 und eine Vorspanneinrichtung 98
gekuppelt, welch letztere entgegengesetzt zu der Vorspann
einrichtung 96 wirkt und ebenfalls bestrebt ist, das Band
gespannt zu halten.
Das Wickelband 90 erstreckt sich von seinem Ende 92 zu sei
nem Ende 94 über eine Stelle zwischen den beiden Wickelar
men 72 und 74 und dann über eine Stelle zwischen den ande
ren beiden Wickelarmen 76 und 78. In der Mitte der Band
länge befindet sich eine Stabilisiereinrichtung 100, die
einen Block 102 aufweist, der eine Vorderseite 104 hat, an
der das Band durch einen sich vertikal erstreckenden Stift
106 gehalten wird, welcher durch den Block 102 auf der ent
gegengesetzten Seite des Bandes gehaltert ist. Der Stift
106 und die Blockvorderseite 104 bilden einen insgesamt U-
förmigen Durchlaß zum Aufnehmen des Bandes 90. Nachdem der
Block 102 in der richtigen Höhe (in z-Richtung) angeordnet
worden ist, kann er in der y-Richtung betätigt werden, um
die Vorderseite 104 des Blockes 102 in eine Position zu be
wegen, in der das Band 90 die hintere Fläche des Pakets er
faßt, das dann um den Dorn 50 gewickelt wird. Unmittelbar
bevor der Träger 36 in seine in Fig. 4 gezeigte Position
bewegt wird, werden die Teile der Wickeleinrichtungsunter
baugruppe 70, welche in Fig. 5 gezeigt ist, oberhalb des
Dorns 50 angeordnet, damit der Träger 36 im Gegenuhrzei
gersinn in seine in Fig. 4 gezeigte Position geschwenkt
werden kann, ohne daß er durch die Wickeleinrichtungsunterbau
gruppe 70 behindert wird.
Nachdem der Träger 36 derart geschwenkt worden ist, wird das
auf ihm angeordnete Paket von dem Träger freigegeben und so
positioniert, daß es auf seinem unteren Rand in Kontakt mit
der hinteren Fläche des Dorns 50 (oder im Fall von aufein
anderfolgenden Paketen mit dem letzten Paket, das um den
Dorn gewickelt worden ist) ruht. Der Träger 36 wird dann im
Uhrzeigersinn um den Drehpunkt 66 aus seiner Position in
Fig. 4 in eine nichtstörende Position in bezug auf die
Wickeleinrichtungsunterbaugruppe 70 geschwenkt, woran un
mittelbar anschließend die Wickeleinrichtungsunterbaugruppe
70 abgesenkt wird, bis das Band 90 auf halber Höhe an dem
Dorn 50 angeordnet ist. An diesem Punkt sind die linken
Wickelarme 70 und 74 auf entgegengesetzten Seiten des Pa
kets an dem linken Ende des Pakets angeordnet, und die
rechten Wickelarme 76 und 78 sind auf entgegengesetzten
Seiten des Pakets an dem rechten Ende des Pakets in densel
ben, weiten Abstand aufweisenden Relativpositionen angeord
net, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind. Danach werden die bei
den hinteren Arme 72 und 76 gemeinsam zu ihren vorderen Ar
men 74 bzw. 78 hin in ihre in Fig. 6 mit ausgezogenen Li
nien dargestellten Positionen bewegt. In Fig. 6 befinden
sich die hinteren Wickelarme 72 und 76 nahe bei den vorde
ren Wickelarmen 74 und 78, das Paket wird aber noch nicht
durch die Wickelarme oder das Band 90 eng gehalten.
Während eines Wickelvorganges bewegen sich das Band 90 und
das zugeordnete Ende des Pakets 52 in Längsrichtung inner
halb des Zwischenraums zwischen den hinteren und vorderen
Wickelarmen, was im folgenden noch deutlicher werden wird.
Zum Erleichtern dieser Bewegung ist der linke hintere Arm
72 mit Rollen 125 und 126 an seinem rechten bzw. linken
Ende versehen. Der andere hintere Arm 76 ist mit entspre
chenden Rollen 127 und 128 versehen, die eine entsprechende
Funktion erfüllen. Diese Rollen sind jeweils an ihrem zuge
ordneten hinteren Arm durch geeignete Mittel befestigt,
welche eine freie Drehung der Rolle um eine vertikale Achse
gestatten, die relativ zu dem zugeordneten Arm fest ist.
Wenn ein hinterer Arm 72 oder 76 in x- oder y-Richtung be
wegt wird, wie z. B. während eines Wickelvorganges, bewegt
sich das Band 90 in bezug auf den zugeordneten Arm in
Längsrichtung des Bandes, was bewirkt, daß die Rollen sich
drehen und so die Reibung zwischen dem Band und dem hinte
ren Arm 72 reduzieren. Ähnliche Rollen 129 sind jeweils an
dem vorderen Arm 74 und dem vorderen Arm 78 vorgesehen, da
mit das Paket längs des vorderen Arms mit weniger Reibung
in Längsrichtung bezüglich des vorderen Arms bewegt werden
kann. Zum weiteren Erleichtern der oben beschriebenen Bewe
gung des Bandes 90 und des Paketendes in bezug auf die
Wickelarme 72 und 74 ist genug Zwischenraum zwischen diesen
beiden Armen während des Wickelvorganges vorhanden, um zu
verhindern, daß das Band oder das Paket an den Wickelarmen
in diesem Zwischenraum haftet.
Als nächster Schritt in dem Wickelvorgang wird der Block
102 der Stabilisiereinrichtung 100 vorwärts in seine in
Fig. 6 mit gestrichelten Linien dargestellte Position be
wegt, wodurch das Band 90 gegen die Rückfläche des Pakets
gedrückt und außerdem das Paket an einer Stelle 110 an der
Rückfläche des Dorns 50 festgespannt wird. Ein
pneumatischer Stellantrieb (nicht dargestellt) wird be
nutzt, um den Block 102 auf diese Weise vorwärtszubewegen,
wobei die Betätigung des Stellantriebs automatisch einge
leitet wird, wenn die hinteren Arme 72 und 76 in ihren in
Fig. 6 mit ausgezogenen Linien dargestellten Positionen an
kommen. Der pneumatische Stellantrieb hält den Block 102 in
seiner mit gestrichelten Linien dargestellten Position, bis
das Wickeln des Pakets abgeschlossen ist, wobei während
dieses gesamten Intervalls eine mäßige Spannkraft auf das
Band 90 und den Dorn 50 ausgeübt wird.
Die durch den Block 102 ausgeübte Spann- oder Klemmkraft
dient einer Anzahl von wichtigen Funktionen. Erstens, sie
verhindert, daß das Band 90 auf seiner Länge tangential zu
dem Dorn 50 gleitet, falls aus irgendeinem Grund ungleiche
Kräfte an Stellen auf entgegengesetzten Seiten der Klemm
stelle 110 auf das Band ausgeübt werden sollten. Diese Tan
gentialbewegung des Bandes 90 ist unerwünscht, weil sie da
zu führen würde, daß die Gruppe 19 von amorphen Metall
streifen oder sogar die die Gruppen bildenden Streifen
selbst sich auf ihrer Länge aufeinander verschieben und so
die gewünschte Präzision der Lage der Enden der Streifen
während des Wickelns beeinträchtigen würden. Eine weitere
wichtige Funktion, die durch die Klemmwirkung an der Stelle
110 erfüllt wird, ist, daß sie hilft zu verhindern, daß
sich das Band verdreht oder sich in vertikaler Richtung un
erwünscht verlagert.
Nach dem oben beschriebenen Festklemmen an der Stelle 110
werden die Wickelarme 72 und 74 sowie 76 und 78 im Gleich
lauf vorwärts (hauptsächlich in y-Richtung) in ihre in Fig.
6 mit gestrichelten Linien dargestellten Positionen bewegt.
Das hat zur Folge, daß das Band 90 teilweise um die Seiten
120 und 122 des Dorns 50 gewickelt wird, wodurch wiederum
das Paket 52 teilweise um diese Seiten 120 und 122 gewickelt
wird, da das Paket zwischen dem Band und dem Dorn angeord
net ist. Diese Vorwärtsbewegung der Wickelarme bewirkt eine
gewisse Längsbewegung jedes Endes des Pakets 52 innerhalb
des Zwischenraums zwischen den benachbarten vorderen und
hinteren Wickelarmen, z. B. 72 und 74, wobei aber diese
Längsbewegung wegen des Vorhandenseins der die Reibung re
duzierenden Rollen 125, 126, 127, 128 und 129 und wegen der
oben erwähnten Tatsache, daß der Zwischenraum zwischen den
vorderen und hinteren Armen ausreichend groß ist, um zu
verhindern, daß die Wickelarme die dazwischen befindlichen
Band- und Paketteile fest erfassen, frei erfolgt.
Nachdem die Wickelarme ihre in Fig. 6 mit gestrichelten Li
nien dargestellten Positionen erreicht haben, werden die
rechten Wickelarme 76 und 78 nach links (in x-Richtung)
durch ihre Position in Fig. 7 bewegt. Diese Bewegung führt
dazu, daß das Band 90 eng um das gesamte rechte Ende 122
des Dorns 50 gewickelt wird, wodurch außerdem die rechte
Hälfte des Pakets 52 eng um das gesamte rechte Ende des
Dorns gewickelt wird. Die weitere Bewegung der rechten
Wickelarme 76 und 78 nach links bewirkt, daß das Ende der
rechten Hälfte des Pakets 52 in Längsrichtung vollständig
aus dem Zwischenraum zwischen den Wickelarmen 76 und 78
herausbewegt wird, woran anschließend dieses Ende des Pa
kets an der konkaven vorderen Seite 130 des Dorns 50 zu
liegen kommt, wie es in Fig. 8 gezeigt ist.
Nach dem Einnehmen der Position in Fig. 8 wird das Ende der
rechten Hälfte des Pakets 52 an der konkaven Seite 130 des
Dorns 50 durch mehrere Finger 135, 136 und 137 festge
klemmt. Gemäß der Darstellung in den Fig. 8 und 8a sind die
Finger 135, 136 und 137 jeweils in obere und untere Unter
finger (z. B. 135a und 135b) gegabelt, zwischen welchen ein
Zwischenraum 140 zum freien Aufnehmen der inneren Enden der
Wickelarme 76 und 78 vorhanden ist. Wenn die Wickelarme 76
und 78 aus ihren Positionen in Fig. 6 in und durch ihre Po
sitionen in Fig. 7 gehen, sind die Finger 135, 136 und 137
von dem Dorn 50 zurück in eine Position gezogen, welche
durch die mit gestrichelten Linien dargestellte Position
des Fingers 135c in Fig. 8a angedeutet ist. Dieses Zurück
ziehen gestattet, das Paketende an den Fingern vorbeizu
transportieren, ohne daß es durch die Finger behindert wird.
Wenn aber das Paketende an der Position eines Fingers vor
beitransportiert worden ist, wird der Finger zurück in
seine in den Fig. 8 und 8a mit ausgezogenen Linien darge
stellte Position bewegt, um das Paketende an dem Dorn 50
festzuklemmen. Dafür sind zum Steuern der Finger 135-137
herkömmliche pneumatische Stellantriebe (nicht gezeigt)
vorgesehen, einer für jeden Finger. Zugehörige Steuerein
richtungen für diese Stellantriebe veranlassen diese, die
Finger entsprechend der Bewegung der Wickelarme durch vor
bestimmte Positionen dann, wenn sich die Arme aus ihrer Position
in Fig. 6 in die in Fig. 8 bewegen, zurückzuziehen und wie
der vorzubewegen.
Der Zwischenraum 140, der in jedem Finger zwischen seinem
oberen und seinem unteren Unterfinger vorgesehen ist, ge
stattet das Zurückbewegen des Fingers in seine Klemmposi
tion ohne Behinderung durch die Wickelarme, obgleich diese
noch in einer Position zwischen dem Finger und dem Dorn
sein können, wie z. B. in den Fig. 7 und 8.
Nachdem die rechte Hälfte des Pakets 52 vollständig um die
rechte Seite 122 des Dorns 50 gewickelt und sein Ende auf
die konkave Seite 130 des Dorns gelegt und daran festge
klemmt worden ist, wie oben beschrieben, wird das Wickeln
der linken Hälfte des Pakets 52 fortgesetzt und zum Ab
schluß gebracht. Dieses Fortsetzen des Wickelns der linken
Hälfte erfolgt durch Bewegen der linken Wickelarme 72 und
74 aus ihren in Fig. 6 mit gestrichelten Linien dargestell
ten Positionen nach rechts in und durch ihre in Fig. 8 dar
gestellten Positionen. Das hat zur Folge, daß das Ende der
linken Hälfte des Pakets 52 auf im wesentlichen dieselbe
Weise wie oben für die rechte Hälfte beschrieben abgelegt
wird, mit der Ausnahme, daß das Ende der linken Hälfte über
dem Ende der rechten Hälfte abgelegt wird. Das linke Ende
jeder Gruppe 19 in dem Paket überlappt, nachdem dieses ab
gelegt worden ist, dessen rechtes Ende, so daß ein Über
lappstoß zwischen diesen beiden Enden jeder Gruppe gebildet
wird, wie es in Fig. 9 gezeigt ist.
Finger 145, 146 und 147 sind entsprechend den oben be
schriebenen Fingern 135, 136 und 137 vorgesehen, um das
Ende der linken Hälfte des Pakets 52 an dem Dorn festzu
klemmen, und diese Finger 145, 146 und 147 wirken im we
sentlichen auf dieselbe Weise wie die Finger 135, 136, 137,
um dieses Festklemmen zu bewirken. Die Finger 145, 146 und
147 haben ebenfalls jeweils einen pneumatischen Stellan
trieb (nicht gezeigt), der die Finger zurückzieht, damit
das Paket die Stelle, an der sich die Finger befinden, pas
sieren kann, woran anschließend der Stellantrieb die Finger
zurück zu dem Dorn 50 bewegt. Wenn diese Finger zurück zu
dem Dorn 50 bewegt werden, dann klemmen sie das abgelegte Ende
der linken Hälfte des Pakets an dem Dorn in der in Fig. 9
gezeigten Position fest.
Wenn das rechte Ende des Pakets abgelegt wird, dann müssen auch
ein oder mehrere linke Finger 145-147 zurückgezogen werden,
um das rechte Ende des Pakets an dem Ort der Finger vorbei
bewegen zu können, wenn das rechte Ende abgelegt wird.
Ebenso müssen, wenn das linke Ende eines Pakets abgelegt
wird, ein oder mehrere rechte Finger 135-137 zurückgezogen
werden, um das Vorbeibewegen des linken Endes das Pakets an
dem Ort der Finger zu gestatten, wenn dieses linke Ende ab
gelegt wird. Der Stellantrieb für jeden Finger wird derart ge
steuert, daß er dieses Zurückziehen des erforderlichen Fin
gers und außerdem das Zurückbewegen dieses Fingers in seine
Klemmposition, unmittelbar nachdem das Paketende abgelegt
worden ist, bewirkt. In Fig. 8 ist mit gestrichelten Linien
eine Position 137c für einen der rechten Finger 137 ge
zeigt. In diese Position 137c wird der Finger 137 bewegt,
damit das linke Ende des Pakets 52 auf dem bereits abgeleg
ten rechten Ende angeordnet werden kann. Anschließend wird
der Finger 137 in seine in Fig. 8 gezeigte Klemmposition
zurückbewegt, in welcher er dann beide Enden des Pakets an
dem konkaven Flächenteil des Dorns 50 festklemmt, wie es in
Fig. 9 gezeigt ist.
Nachdem das erste Paket 52 um den Dorn 50 gewickelt und in
seinem vollständig gewickelten Zustand an der vorderen
Seite des Dorns festgeklemmt worden ist, wie es oben be
schrieben ist, werden die Wickelarme zusammen mit dem Band
90 aus ihren Position an der vorderen Seite des Dorns zu
rückgezogen und in ihre in Fig. 5 gezeigten Positionen zu
rückbewegt. Diese Zurückbewegung bringt die Wickelarme und
das Band 90 nacheinander in deren mit gestrichelten Linien
in Fig. 6 gezeigten Positionen, in deren in Fig. 6 mit aus
gezogenen Linien gezeigten Positionen und dann in deren in
Fig. 5 gezeigte Positionen, wodurch sie in Vorbereitung auf
das Wickeln des nächsten Pakets um den Dorn 50 vollständig
zurückgestellt werden.
Gleichzeitig mit dem Zurückstellen dir Wickelarme und des
Bandes wird der Klemmblock 102 an der hinteren Seite des
Dorns 50 aus seiner in Fig. 6 mit gestrichelten Linien dar
gestellten Position in seine mit ausgezogenen Linien darge
stellte Position und dann in seine Ausgangsposition in Fig.
5 zurückgezogen.
Das nächste Paket wird auf die im wesentlichen gleiche Weise
wie das erste Paket um den Dorn 50 gewickelt, mit der Aus
nahme, daß dieses Paket um den äußeren Umfang des bereits
gewickelten ersten Pakets gewickelt wird. Zum Berücksichti
gen des Vorhandenseins des ersten Pakets werden die Wickel
arme während des Wickelns des zweiten Pakets auf Bahnen be
wegt, welche einen etwas größeren Abstand von dem Dorn 50
als die Bahnen, welche während des Wickelns des ersten Pa
kets zurückgelegt werden, von dem Dorn haben.
Dieses Justieren der Bewegungsbahn der Wickelarme erfolgt
durch eine Steuerung, welche eine Einrichtung um
faßt zum Erfassen der äußeren Abmessungen des Kerns, nach
dem jedes Paket um den Dorn 50 gewickelt worden ist. Auf
dieselbe Weise wie während des ersten Wickelvorgangs werden
die Klemmfinger 135, 136, 137 und 145, 146, 147 dann zurückgezo
gen, wenn sich die Paketenden an ihren Stellen vorbeibewe
gen, und werden schnell in ihre Klemmpositionen zurückge
bracht, wenn sich die Paketenden an diesen Stellen vorbei
bewegt haben. Das erste Paket bleibt trotz des kurzen Zu
rückziehens der Finger fest um den Dorn 50 gewickelt, weil
das Band 90 weiterhin den Kernwickel umschließt und den
Kernwickel während dieses Intervalls in seinem gewickelten
Zustand hält.
Das zweite Paket wird in bezug auf das erste Paket so ange
ordnet, daß sich die erste Stufe oder der erste Stoß des
zweiten Stufenmusters insgesamt in radialer Ausrichtung mit
der ersten Stufe oder dem ersten Stoß des ersten Stufenmu
sters befindet und sich die letzte Stufe des zweiten Stu
fenmusters insgesamt in radialer Ausrichtung mit der letz
ten Stufe des ersten Stufenmusters befindet, wie es in Fig.
16 dargestellt ist.
Stufenmuster, welche im wesentlichen
auf diese Weise angeordnet sind, sind aus der oben erwähn
ten US-PS 4 734 975 (Fig. 1a und 1b) und aus der oben er
wähnten US-PS 4 741 096 (Fig. 2 und 3) bekannt.
Die oben beschriebenen Schritte des Zuschneidens von Grup
pen 19 aus dem Verbundstreifen 12, des Zusammensetzens von
Paketen 52 aus den Gruppen und des Wickelns der Pakete in
gegenseitiger Überlagerung um den Dorn 50 werden immer wie
der wiederholt, bis ein Kernwickel der gewünschten Dicke
oder des gewünschten Aufbaus erzielt worden ist. Die zu
sätzlichen Pakete, die nach den ersten beiden gewickelt
werden, werden so positioniert, daß ihre Stufenüberlap
pungsmuster insgesamt in radialer Ausrichtung mit den Stu
fenüberlappungsmustern der ersten beiden Pakete angeordnet
sind. Alle diese Stufenüberlappungsmuster sowie die einzel
nen Überlappstöße werden in Winkelausrichtung mit dem kon
kaven Oberflächenteil 130 des Dorns 50 angeordnet.
Das
Stoßgebiet des die volle Dicke aufweisenden Kernwickels hat
eine fortschreitend zunehmende Länge in Richtung von dem
Fenster zu dem äußeren Umfang des Kernwickels, wie es in
Fig. 2 der oben erwähnten US-PS 4 741 096 dargestellt ist.
Während jedes Wickelvorgangs bleibt der Dorn 50 im wesent
lichen stationär. Es erfolgt keine Drehung des Dorns 50,
wie es bei einigen bekannten Bandwickelmaschinen der Fall
ist. Dieses Fehlen der Dorndrehung ist bedeutsam, weil die
Drehung des Dorns 50 häufig Kräfte an den Kernblechen, die
gewickelt werden, hervorruft, welche in Längsrichtung der
Kernbleche wirksam und daher bestrebt sind, die Kernbleche
in Umfangsrichtung des Dorns zu verlagern. Solche in Längs
richtung wirksamen Kräfte sind besonders unerwünscht bei
einem Wickelvorgang, bei dem viele Kernbleche gleichzeitig
gewickelt werden (was bei dem hier beschriebenen Wickelvor
gang tatsächlich der Fall ist), da jede Gruppe von Streifen
amorphen Metalls aus vielen Streifen besteht,
und da jedes Paket
viele Gruppen von Streifen enthält, die in dieser Phase jeweils
nicht miteinander verbunden sind.
Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird zwar der Dorn 50
während des Wickelns gegen Drehung festgehalten, der Dorn
wird aber quer von dem Rand 69 des Tisches 64 wegbewegt,
unmittelbar bevor jedes Paket auf der Tischleiste 68 in
Vorbereitung auf einen Paketwickelvorgang plaziert wird. In
der Darstellung in Fig. 4 hat der Dorn 50 einen Abstand von
dem Rand 69, der gleich der Dicke eines Pakets 52 ist.
Nachdem dieses erste Paket 52 vollständig um den Dorn 50
gewickelt worden ist, wird der Dorn durch einen hydrauli
schen Stellantrieb 150 (Fig. 4) inkrementell nach links be
wegt, welcher den Dorn um eine Strecke bewegt, die gleich
der Dicke des nächsten Pakets 52 ist, das um den Dorn ge
wickelt werden soll. Nach dem Wickeln jedes Pakets um den
Dorn dient der Stellantrieb 150 als eine Teil- oder Schalt
einrichtung, die den Dorn 50 um eine Strecke nach links be
wegt, welche gleich der Dicke des nächsten zu wickelnden
Pakets ist. Diese Schaltbewegung nach links gewährleistet,
daß auf der Leiste 68 immer Platz für das nächste Paket
ist, das in Vorbereitung zum Wickeln auf sie aufgebracht
wird.
Gemäß der Darstellung in Fig. 4 weist der hydraulische
Stellantrieb 150 einen Kolben 151 und eine Kolbenstange 152
auf, die mit dem Kolben verbunden ist und sich durch einen
horizontalen Durchlaß in dem Tisch 64 unter dessen oberer
Oberfläche 65 erstreckt. Das rechte Ende der Kolbenstange
152 ist mit einer sich vertikal erstreckenden Achse 153
verbunden, welche an ihrem oberen Ende mit dem Dorn 50 ver
bunden ist. Der Tisch 64 ist geeignet genutet, um die ver
tikale Achse 153 aufzunehmen und deren Horizontalverschie
bung zu gestatten, wenn sie durch den Stellantrieb 150 an
getrieben wird.
Die Klemmfinger 135-147 werden in der Darstellung in den
Fig. 4 und 8a ebenfalls nach links bewegt, wenn der Dorn 50
durch seinen Stellantrieb 150 gemäß Fig. 4 nach links ge
schaltet wird. Zum Ermöglichen dieser Bewegung dar Klemm
finger sind die Klemmfinger auf einem Zusatztisch (nicht
dargestellt) befestigt, der auf dem Haupttisch 64 montiert
ist. Dieser Zusatztisch wird gleichzeitig mit der Links
schaltbewegung des Dorns 50 nach links bewegt, wobei er auf
diese Weise um eine Strecke bewegt wird, die ungefähr
gleich dem Doppelten der Dornbewegungsstrecke plus einer
Strecke ist, welche gleich dem Extraaufbau ist, welcher
sich in dem Stoßgebiet des Kernwickels ergibt. Diese Bewe
gung des Zusatztisches kompensiert eine Zusatzbewegung des
Dorns 50 und den Kernaufbau auf der Rückseite des Dorns.
Es wird nun auf Fig. 10 Bezug genommen. Nachdem eine aus
reichende Anzahl von Paketen 52 sequentiell um den Dorn 50
gewickelt worden ist, um den gewünschten Kernaufbau zu
erzielen, wird eine äußere Hülle (Mantel)
160, die (der) vorzugsweise aus einem 254 µm dicken
Siliciumstahlstreifen besteht, dessen Länge größer als der
Umfang des Kernwickels ist, um den Kernwickel angeordnet,
und seine überlappenden Enden werden passend aneinander be
festigt. Die äußere Hülle 160 ist vorzugsweise derart aufge
baut, wie es in der US-PS 4 024 486 beschrieben ist. Diese
Hülle hat überlappende Enden, welche durch eine Nase 162
aneinander befestigt sind, die in einem Ende gebildet ist
und sich durch einen ausgerichteten Schlitz in dem anderen
Ende erstreckt, wobei die Nase zurückgebogen wird, um die
Enden aneinander befestigt zu halten.
Der Kernwickel wird derart gehalten, daß er den Dorn 50 eng um
schließt, während die äußere Hülle 160 aufgebracht wird, so
daß diese Beziehung während des Aufbringens und unmittelbar
nach dem Aufbringen der äußeren Hülle aufrechterhalten
wird.
Als nächster Schritt wird der Kernwickel, der mit der äuße
ren Hülle 160 versehen worden ist, von dem Dorn 50 ab
gehoben. Unmittelbar anschließend wird ein gerolltes Blech
170 (in Fig. 11 gezeigt) aus rostfreiem Stahl, das eine
Dicke von etwa 508 µm hat und normalerweise flach
ist, in dem Kernfenster in dem Raum plaziert, der zuvor von
dem Dorn eingenommen wurde. Dieses gerollte Blech, dessen
Enden nicht miteinander verbunden sind, kehrt dann durch
seine natürliche Elastizität in seinen ursprünglichen fla
chen Zustand zurück, wobei es den Kernwickel in eine unge
fähre Kreisform aufweitet, wie es in Fig. 11 gezeigt ist.
Das Vorhandensein dieses rostfreien Stahlbleches, das eng
in das Kernfenster eingepaßt ist, gestattet, den Kernwickel
während der anschließenden Schritte zu handhaben, ohne daß
er innen zusammenfällt, wozu er sonst tendieren würde, weil
die Streifen amorphen Metalls des Kernwickels eine zu ge
ringe Umfangsfestigkeit haben, um sich diesem Zusammen
fallen widersetzen zu können.
Wenn das innere Blech 170 aus rostfreiem Stahl sich in
seine Kreisform aufweitet, wie es oben beschrieben
ist, dann weitet sich die äußere Hülle ebenfalls in eine unge
fähre Kreisform auf, da es in dieser Phase Flexibilität
aufweist. Das Aufweiten des Kernwickels in eine Kreisform,
wie es oben beschrieben worden ist, ruft eine geringfügige
Verschiebung der Enden jeder Gruppe in Längsrichtung der
Gruppe hervor, wodurch das Ausmaß an Überlappung zwischen
diesen Enden etwas reduziert wird. Aber diese Reduktion der
Überlappung beträgt nur einige Mikrometer im Ver
gleich zu der normalen Überlappung von etwa 12,7 mm,
und diese relativ geringe Reduktion ist nicht sehr
bedeutsam.
Gemäß Fig. 10 hat der Kernwickel eine nach innen vorstehen
de Beule an seinem inneren Umfang, wobei sich diese Beule,
wenn sich der Kernwickel noch auf dem Dorn 50 befindet, in
der Vertiefung an der konkaven vorderen Fläche 130 des
Dorns 50 befindet. Wenn aber der Kernwickel in seine Kreis
form aufgeweitet wird, wie es oben beschrieben worden ist,
wird diese Beule vom inneren zum äußeren Umfang des
Kernwickels verschoben.
Danach wird der Kernwickel durch einen herkömmlichen Nach
formvorgang verformt, welcher beinhaltet, zuerst den Kern
wickel auf zwei geeigneten Formelementen (in Fig. 11 mit
gestrichelten Linien bei 175 gezeigt) anzuordnen, welche
sich durch sein Fenster erstrecken. Diese Formelemente wer
den dann auseinandergedrückt, um den Kernwickel in die in
Fig. 12 gezeigte rechteckige Form zu bringen. Der innere
Mantel 170 und der äußere Mantel 160 sowie die amorphen
Streifen werden bei diesem Formvorgang in rechteckige Form
gebracht. Während des Formvorganges dient der innere Mantel
als Pufferschicht, um eine Beschädigung der innersten
Streifen des Kerns zu verhindern, wenn der Kern durch die
Formelemente erfaßt wird, und der äußere Mantel dient als
Pufferschicht zum Schutz der äußersten Kernstreifen.
Ähnli
che innere und äußere Mäntel sind in der oben erwähnten US-
PS 4 734 975 beschrieben.
Der hier beschriebene Wickelvorgang wird ausgeführt, indem
die Pakete 52 um den Dorn 50 oder um den zuvor aufgelegten
Kernwickel herumgelegt werden. Der Mittelabschnitt jedes
Pakets 52 wird zuerst an der Rückseite des effektiv statio
nären Dorns festgeklemmt, und die Enden des Pakets werden
dann um die Seiten 120 und 122 des Dorns herumgelegt. Wäh
rend dieses Herumlegens erfolgt keine Drehung des Dorns und
werden keine nennenswerten Längskräfte auf die Streifen
ausgeübt, da das jeweils die Tendenz hätte, die Streifen
oder Gruppen von Streifen auf einander in Längsrichtung der
Streifen zu verschieben und deren Enden gegenüber den ge
wünschten präzisen Lagen zu verschieben.
Das in dem vorangehenden Absatz beschriebene Herumlegen ist
durch folgende Beziehungen während des Wickelns eines Pa
kets durch das Band gekennzeichnet: (i) keine wesentliche
Relativbewegung zwischen dem Band 90 und der äußeren Gruppe
19 des Pakets, das gewickelt wird, und (ii) keine wesentli
che Relativbewegung bei dem Erfassen der Oberflächen der
inneren Gruppe 19 des Pakets relativ zu dem Dorn oder dem
umschlossenen Kernwickel, nachdem die Erfassung zwischen
der inneren Gruppe und dem Dorn oder dem umschlossenen
Kernwickel erfolgt ist. Die erste dieser Beziehungen hilft,
jede Verlagerung der äußeren Gruppe durch das Band zu ver
hindern, und die zweite dieser Beziehungen hilft, jedes
Verschieben der inneren Gruppe auf dem Dorn oder dem um
schlossenen Kernwickel zu verhindern und so alle uner
wünschten Verlagerungen der Streifen oder Gruppen zu Ver
meiden, die aus diesem Verschieben resultieren könnten.
Andere Faktoren, die dazu tendieren, eine unerwünschte
Längsverlagerung der Streifen oder Gruppen von Streifen
während des Wickelvorgangs zu verhindern, sind (1) das am
Anfang des Wickelvorganges erfolgende Festklemmen des Mit
telabschnitts jedes Pakets an der Rückseite des Dorns 50
durch die Klemmeinrichtung (Stabilisiereinrichtung) 100, wie es oben beschrieben
worden ist, und (2) das Festhalten des Dorns gegen Drehung,
wie es oben beschrieben worden ist.
Weiter ist es möglich, den hier beschriebenen Wickelvorgang
ohne spezielle Randführungen für die Streifen oder Gruppen
von Streifen auszuführen. Die einzige Randführung, die bei
dem Wickelvorgang benutzt wird, ergibt sich aufgrund der
horizontalen oberen Seite 65 des Tisches 64, auf welcher
der Dorn 50 angeordnet ist. Diese Tischoberseite, welche
eine Oberfläche bildet, auf der sich die unteren Ränder der
Streifen abstützen können, trägt die Streifen während des
Wickelvorganges.
Ein weiteres wichtiges Merkmal ist, daß der Wickelvorgang
und die Streifenhandhabungsvorgänge vor dem Wickelvorgang
ausgeführt werden können, ohne daß die Streifen oder Grup
pen von Streifen mit irgendeiner Flüssigkeit benetzt wer
den. Eine solche Flüssigkeit hat sich beim Zusammenhalten
der Streifen durch einen Oberflächenspannungseffekt als
hilfreich erwiesen, aber das Vorhandensein der Flüssigkeit
kann Umweltprobleme im Falle von leicht verdampfbaren Flüs
sigkeiten wie Perchloräthylen oder Korrosionsprobleme im
Falle von anderen Flüssigkeiten wie Wasser mit sich brin
gen. Durch den Verzicht auf solche Flüssigkeiten können
diese Probleme eliminiert werden. Das Verfahren kann ohne
diese Flüssigkeiten ausgeführt werden, weil die oben be
schriebenen Maßnahmen eingesetzt werden, um die Tendenz der
Streifen zu reduzieren, sich während des Wickelvorganges
aufeinander in Längsrichtung zu verschieben.
Die langgestreckte Konfiguration des Dorns 50 in Richtung
seiner Breite spielt ebenfalls eine wichtige Rolle bei der
Ausführung des Wickelvorganges auf oben beschriebene Weise.
Der Dorn hat eine wesentlich größere Breitenabmessung (d. h.
die Abmessung, die sich zwischen seinen Enden 120 und 122
erstreckt) als seine Tiefenabmessung (die sich zwischen
seiner Rückseite und seiner Vorderseite erstreckt).
Die Ausdehnung des Dorns 50 in Richtung dieser Breite hilft
zu gewährleisten, daß auf die Streifen auf dem gesamten
Teil von deren Länge, der nicht durch die Finger 135, 136,
137, 145, 146, 147 festgeklemmt ist, eine radial einwärts
gerichtete Kraft ausgeübt wird, wodurch die Festigkeit der
Streifen um den Dorn erhöht wird. Wenn der Dorn 50 in
Richtung rechtwinkelig zu seiner dargestellten Breiten
abmessung langgestreckt wäre, würde eine stark verringerte
radial einwärts gerichtete Kraft auf die Streifen längs der
Seiten des Kernwickels, welche an diese langgestreckten
Seiten angrenzen, ausgeübt werden. Die abgerundete und kon
vexe Form des Dorns 50 an dessen Enden 120 und 122 hilft
außerdem zu gewährleisten, daß eine radial einwärts ge
richtete Kraft auf die Streifen längs dieser gesamten
Endbereiche ausgeübt wird. Ebenso hilft die konvexe Form
des Dorns 50 an dessen Rückseite zu gewährleisten, daß eine
radial einwärts gerichtete Kraft auf die Streifen in diesem
Bereich ausgeübt wird. Der Dorn 50 hat eine konvexe Form an
allen Stellen auf seinem Umfang, ausgenommen an seiner kon
kaven Vorderseite 130, wo die Finger 135-147 in der Lage
sind, eine radial einwärts gerichtete Kraft auszuüben.
Das Band 90 hilft dann, wenn es den Dorn 50 oder den Kernwickel
10 vollständig umschließt, die Festigkeit der Pakete auf
dem Dorn zu gewährleisten, indem es die Pakete zwischen
sich und dem Dorn einklemmt. Diese Wirkung wird durch die
konvexe Form des Dorns 50 in allen Bereichen seines Umfangs
mit Ausnahme seiner konkaven Vorderseite 130, wo die Finger
135-147 die Pakete fest an dem Dorn halten, erleichtert.
Weil der Dorn 50 an seiner Vorderseite 130 konkav ist, wird
keine nennenswerte, nach außen vorstehende Beule an dem
Kernwickel in dem benachbarten Stoßbereich gebildet, wäh
rend der Kernwickel aufgebaut wird. Die Konkavität an der
Vorderseite 130 des Dorns 50 hat zwar zur Folge, daß eine
radial nach innen vorstehende Beule an dem Kern in dessen
Stoßbereich vorhanden ist, diese Art von Beule verursacht
jedoch nicht die Probleme, welche die allmählich größer
werdende, radial nach außen vorstehende Beule verursacht,
was im folgenden noch näher erläutert ist.
Gemäß Fig. 10 bildet sich an dem dargestellten Kernwickel
10 zwar eine größere Dicke in dem Stoßbereich als anderswo
aus, wenn er aufgebaut wird, diese Verdickung hat jedoch
die Wirkung, daß das Ausmaß, in welchem die Pakete in dem
Stoßbereich radial nach innen gebogen werden, wenn der
Kernwickel aufgebaut wird, zunehmend reduziert wird. Zu der
Zeit, zu der die radial außen angeordneten Pakete gewickelt
werden, wird kein nach innen vorstehender Bogen in den Pa
keten in dem Stoßbereich ausgebildet. Diese Pakete erstrec
ken sich in dem Stoßbereich auf im wesentlichen geradlini
gen Bahnen. In einigen Fällen (nicht dargestellt) kann es
sogar eine sehr geringfügige Biegung nach außen in diesen
Paketen in deren Stoßbereich geben, diese Biegung ist aber
nicht ausgeprägt genug, um die Art von Problemen hervorzu
rufen, welche durch die typischere und ausgeprägtere, nach
außen vorstehende Beule verursacht würden, welche mit Über
lappstoßkonstruktionen verbunden ist, bei denen die oben in
der Beschreibungseinleitung beschriebene Lösung mit kurzen
Blechen nicht angewandt wird. Bei den Studien, die zu der
vorliegenden Erfindung geführt haben, ist die Verwendung
eines stationären Dorns ähnlich dem gezeigten, aber ohne
eine mit der Vertiefung 131 vergleichbare Vertiefung, un
tersucht worden, wobei Pakete auf insgesamt die hier be
schriebene Weise um ihn gewickelt worden sind, um einen
Kernwickel zu bilden, der die übliche, nach außen vorste
hende Beule hat. Ein solcher Kernwickel ist in Fig. 13 ge
zeigt, in welcher der Kernwickel mit 300, der Dorn mit 302
und die Beule mit 304 bezeichnet ist. Es hat sich gezeigt,
daß das Vorhandensein der relativ großen, nach außen vor
stehenden Beule 304 zur Folge hat, daß die äußersten Enden
100' der Streifen an dem zuerst aufgelegten Ende 100' des Pa
kets 52 von der Oberfläche der Beule vorstehen. Als ver
sucht worden ist, das andere Ende 102' des Pakets auf das
erste Ende 100' aufzulegen, haben sich die beiden Enden oft
verheddert, und es haben sich in den Streifen amorphen
Stahls in diesem Bereich häufig unerwünschte Falten gebil
det. Durch Eliminieren einer nach außen
vorstehenden Beule während des Wickelvorganges ist es mög
lich, diese Tendenz zur Faltenbildung stark zu reduzieren.
Die relative Breite des Dorns 50 in der x-Richtung ermög
licht, sämtliche Stöße in Deckung mit der konkaven Seite
130 des Dorns anzuordnen. Das ist erwünscht, weil, wenn die
Stöße in Deckung mit einem konvexen Teil des Dorns 50 ange
ordnet wären, die äußersten Enden der Streifen in diesem
Bereich dazu tendieren würden, von der benachbarten Dorn
oberfläche weg nach außen vorzustehen und das Faltenbil
dungsproblem zu verursachen, das vorstehend beschrieben
worden ist.
Die obige Beschreibung zeigt, daß bei dem hier beschriebe
nen Verfahren der Kernwickel aufgebaut wird, indem sequen
tiell oder nacheinander Pakete 52 von Streifen amorphen Me
talls um einen statischen Dorn 50 gewickelt werden, wobei
jedes Paket eine Vielzahl von in Längsrichtung versetzten
Gruppen 19 von Streifen enthält. Diese Lösung ermöglicht,
eine außergewöhnlich große Anzahl von Streifen bei jedem
Wickelvorgang der Wickelarme 72, 74 und 76, 78 zu wickeln
und so die Zeit zu verkürzen, welche zum Wickeln des voll
ständigen Kernwickels im Vergleich zu der Zeit erforderlich
ist, welche Verfahren erfordern, bei denen einzelne Gruppen
eine nach der anderen gewickelt werden. Die folgenden Pa
tentschriften beschreiben das Wickeln von Streifen amorphen
Metalls in einzelnen Gruppen: US-PS 4 413 406, 4 741 096
und 4 734 975. Bei dem in der letzteren US-Patentschrift be
schriebenen Kernherstellverfahren werden die Pakete nicht
zusammengesetzt, bevor sie gewickelt werden, sondern auf
dem Dorn selbst zusammengesetzt. Die US-PS 3 049 793 beschreibt das Zusammen
setzen von Paketen vor dem Wickeln derselben um einen Dorn,
die Streifen in diesen Paketen sind aber tradi
tionelle Siliciumstahlstreifen, die nicht in Gruppen zusam
mengesetzt werden, und außerdem wird während des Wickelns
der Pakete der Dorn gedreht, was, wie oben beschrieben, die
Tendenz hervorruft, daß sich die Enden der Streifen ver
schieben. Die letztgenannte Tendenz ist besonders lästig,
wenn es sich dabei um die relativ großen und
dünnen Streifen amorphen Metalls handelt, die bei dem
hier beschriebenen Verfahren benutzt werden.
Patentschriften wie z. B. die US-PS 3 003 225
und 4 709 471 beschreiben das Herstellen eines Transforma
torkerns durch Anordnen von im wesentlichen sämtlichen
Kernblechen an einem Dorn und anschließendes Wickeln oder
Herumlegen aller dieser Kernbleche gleichzeitig um den Dorn.
Das ist eine Lösung, die von der hier be
schriebenen Lösung, bei der sequentiell oder nacheinander
einzelne Pakete um den Dorn gewickelt werden, sehr ver
schieden ist. Bei der hier beschriebenen Lösung des sequen
tiellen Wickelns von Paketen können ohne weiteres Überlapp
stöße zwischen den entgegengesetzten Enden der einzelnen
Gruppen in einem Paket gebildet werden, und außerdem können
die Gruppen, wenn der Wickelvorgang von statten geht, auf
eine kontrollierte Länge zugeschnitten werden, um unvorher
sagbare Veränderungen zu kompensieren, die sich in der Fe
stigkeit oder Überlappung der Gruppen ergeben könnten, wel
che in einer früheren Phase in dem Wickelvorgang gewickelt
worden sind. Ein System, daß diese Kontrolle der Länge der
Gruppen ermöglicht, wird nun beschrieben.
Aus einer Anzahl von Gründen besteht die Tendenz, daß sich
die Überlappung in den Überlappstößen verändert. Ein Grund
dafür ist, daß die Streifen amorphen Metalls üblicherweise
eine Dicke haben, die sich über der Länge der Streifen und
von einem Streifen zum anderen zwischen den Streifen mit
derselben nominellen Dicke verändert. Ein weiterer Grund
ist, daß der Füllfaktor für jede Gruppe und jedes Paket
sich aus dem obigen Grund und wegen Änderungen in der Fe
stigkeit des Wickelns etwas verändern kann. Die Veränderung
in der Überlappstoßüberlappung ist besonders unerwünscht,
wenn sie eine kumulative Veränderung in der Überlappung ge
genüber dem gewünschten konstanten Wert ergibt, wenn der
Kernaufbau voranschreitet. Um zu verhindern, daß dieser Zu
stand eintritt, und um die Überlappung in den Überlappstö
ßen in dem gesamten Kernaufbau insgesamt konstant zu ma
chen, ist das in Fig. 14 schematisch dargestellte Erfas
sungs- und Steuersystem 180 vorgesehen. Das System 180 um
faßt eine herkömmliche CCD(Ladungskopplungsvorrichtungs)-
Kamera 181, welche die Position der beiden sich quer er
streckenden Ränder der äußersten Gruppe 19 jedes Pakets er
faßt, einen Computer herkömmlicher Bauart und einen Codie
rer 184 zum Empfangen der erfaßten Information aus der Ka
mera und zum Übertragen derselben zu dem Computer in einer
für die Verarbeitung durch den Computer geeigneten Form.
Die Kamera 181 erfaßt zuerst die Position des sich quer er
streckenden vorderen Randes (z. B. des Randes 185 in Fig.
14) der letzten Gruppe in jedem Paket, wenn dieser Rand
aufgelegt wird, und diese Information wird über den Codie
rer 184 an den Computer 182 abgegeben, in welchem sie ge
speichert wird. Das erfolgt, bevor das linke Ende des Pa
kets 52 aufgelegt wird. Wenn das linke Ende anschließend
aufgelegt wird, erfaßt die Kamera 181 die genaue Position
des hinteren Randes 186 der äußeren Gruppe und sendet diese
Information über den Codierer 184 zu dem Computer 182. Der
Computer 182 berechnet dann die Differenz zwischen dieser
letzten Größe und der gespeicherten Größe, und diese Diffe
renz ist gleich der Überlappung in dem letzten Stoß.
Wenn diese Überlappung, die durch das System 180 bestimmt
wird, kurz ist im Vergleich zu dem Sollwert von 12,7 mm
bei der hier beschriebenen Ausführungsform, dann
werden die Längen der Gruppen für das nächste Paket, das um
den Dorn 50 gewickelt wird, in einem Ausmaß vergrößert, das
ausreicht, um Defizite in der Überlappung des gemessenen
Pakets zu kompensieren.
Ebenso dann, wenn die gemessene Überlappung lang ist, werden die
Längen der Gruppen für das nächste Paket in einem Ausmaß
verkleinert, das ausreicht, um den Überschuß in der Über
lappung des gemessenen Pakets zu kompensieren. Die gemes
sene Überlappung gibt, um das noch genauer zu veranschauli
chen, den dann vorhandenen äußeren Durchmesser des
Kernwickels an, und der Computer 182 kann aus der ge
messenen Überlappung und anderen gespeicherten Daten den
Umfang des Kernwickels zur Zeit der Überlappungsmessung
bestimmen. Der Computer 182 addiert dann zu diesem äußeren
Umfang eine Größe, die gleich der gewünschten Überlappung
(d. h. 12,7 mm) plus n . 2 . π . t ist, wobei n die
Gruppenzahl in dem nächsten Paket und t die nominelle Dicke
jeder Gruppe ist, und wobei diese Summe die Länge ist, auf
die die nächste Gruppe (welches die äußerste Gruppe des
nächsten Pakets ist) zuzuschneiden ist. Wenn die gemessene
Überlappung groß ist, was einen relativ kurzen Umfang
angibt, dann ist die Summe, die auf vorstehend beschriebene
Weise berechnet worden ist, relativ klein, was die
gewünschte kürzere Länge der zuzuschneidenden nächsten
Gruppe und damit die gewünschte, im wesentlichen konstante
Überlappung ergibt. Diese Meß- und Kompensiervorgänge wer
den bei dem Wickeln jedes Pakets ausgeführt, wodurch die
Überlappung überwacht und während des gesamten Kernaufbaus
etwa konstant gehalten wird.
Nachdem die erste Gruppe des nächsten Pakets auf vorstehend
beschriebene Weise zugeschnitten worden ist, werden die
nächsten Gruppen dieses Pakets zugeschnitten, und zwar jede
mit einer Länge, die um eine Größe 2 . π . t kürzer als die der
unmittelbar vorhergehenden Gruppe ist.
Der Computer 182 gibt Eingangsinformation an eine Steuer
einrichtung 187 für den Stellantrieb 188 der Teil- oder
Schalteinrichtung 20 (Fig. 3) und außerdem an eine Steuer
einrichtung 190 für den Stellantrieb 192 des Scherblattes (der Klinge)
16 ab. Die Steuereinrichtung 187 bewirkt aufgrund dieses
aus dem Computer empfangenen Signals, daß der Schaltein
richtungsstellantrieb 188 die Schalteinrichtung über eine
ausreichende Strecke bewegt, um das vordere Ende des Ver
bundstreifens 12 so zu positionieren, daß das Blatt 16 bei
dem nächsten Schervorgang eine Gruppe 19 mit der Länge ab
schneidet, die erforderlich ist, damit sich die gewünschte
Überlappung ergibt.
Gemäß der Darstellung in Fig. 15 und 15a hat die CCD-Kamera 181
ein Sichtfeld 195, welches den Bereich überdeckt, wo die
betreffenden, sich quer erstreckenden Ränder der äußeren
Gruppe 19 angeordnet sind. Die Kamera 181 ist auf Führungs
schienen 200 (Fig. 14) befestigt, längs welchen die Kamera
durch eine Vortriebseinrichtung 202 verschoben wird, bis
der vordere Rand 185 der Gruppe 19 in der Mitte des Sicht
feldes 195 angeordnet ist. In diesem Zeitpunkt wird die Be
wegung der Kamera 181 gestoppt, und die Kamera erfaßt die
genaue Position des Randes 185 und überträgt diese Informa
tion zu dem Computer 182.
Zum Unterstützen der Randaufzeichnungsoperationen und der
Steuerung der Bewegung der Kamera 181 auf ihren Führungs
schienen 200 wird die äußere Gruppe 19 von Streifen amor
phen Metalls jedes Pakets, welche tatsächlich die erste
Gruppe ist, die für das Paket zugeschnitten worden ist, an
ihrem vorderen, sich quer erstreckenden Rand mit einer
schnell trocknenden schwarzen Farbe markiert, wie
es bei 205 in Fig. 15 gezeigt ist. Diese schwarze Markie
rung 205 ist eine langgestreckte Markierung, die sich auf
einer ausreichenden Strecke über die Länge der äußeren
Gruppe erstreckt, so daß, wenn diese Gruppe um den Dorn 50
gewickelt wird, wie es in den Fig. 9 und 15a gezeigt ist,
sich die Markierung 205 von dem vorderen, sich quer er
streckenden Rand 185 aus an dem hinteren, sich quer er
streckenden Rand 186 vorbei erstreckt. Wenn das rechte Ende
das Pakets 52 auf den Dorn 50 aufgelegt wird und bevor das
linke Ende auf dasselbe aufgelegt wird, sieht das rechte
Ende dieses Pakets für die Kamera so aus, wie es in Fig. 15
gezeigt ist. Wenn die Kamera 181 auf den Führungsschienen
200 nach rechts bewegt wird, erfaßt sie das Vorhandensein
des Randes 185, der diesen Bereich scharfen Kontrasts
markiert, und erzeugt ein Signal, das als Stopsignal an ih
re Vortriebseinrichtung 202 abgegeben wird. Die Kamera ver
sorgt außerdem den Computer 182 wie oben beschrieben mit
Information über die Lage des Randes 185, und der Computer
speichert diese Information. Wenn das linke Ende des Pakets
52 anschließend aufgelegt wird, bietet sich der Kamera die
in Fig. 15a gezeigte Ansicht dar. Gemäß Fig. 15a befindet
sich ein neuer Bereich scharfen Kontrasts (markiert durch
den Rand 186) in dem Sichtfeld 195 der Kamera. Die Kamera
erfaßt diesen neuen Bereich scharfen Kontrasts und sendet
zu dem Computer Information über die Lage des Randes 186,
der diesen neuen Bereich scharfen Kontrasts markiert. Der
Computer 182 berechnet dann, wie oben erwähnt, die Diffe
renz zwischen dieser letzten Größe und der ersten Größe und
erzeugt ein Signal, welches diese Differenz darstellt, wo
bei dieses Signal auch die Überlappung repräsentiert. Nach
dem diese Berechnung ausgeführt worden ist, kann die
Vortriebseinrichtung 202 die Bewegung der Kamera 181 auf
den Führungsschienen 200 in Vorbereitung auf die nächste.
Gruppe von Randlageaufzeichnungsereignissen fortsetzen.
Der sich quer erstreckende vordere Rand jeder Gruppe wird
auf oben beschriebene Weise mit Hilfe einer Farbsprühein
richtung 212 markiert, die in den Fig. 1 und 17 gezeigt ist.
Die Sprüheinrichtung ist unter dem Tisch 23 angeordnet und
wird zu gewissen Zeitpunkten automatisch betätigt, um den
vorderen Rand der betreffenden Gruppe zu markieren. Wenn
das Sprühen stattfindet, ist die Position des Verbundstrei
fens 12 unter Kontrolle der stromaufwärtigen Betätigungs
einrichtung 210, welche in Fig. 17 schematisch gezeigt ist.
Die stromaufwärtige Betätigungseinrichtung 210 verschiebt,
nachdem eine Gruppe 19 von dem Streifen 12 abgeschnitten
worden ist, den übrigen Teil des Verbundstreifens 12 in
eine Position, in welcher der Verbundstreifen durch die
Greifeinrichtung 26 der Schalteinrichtung 20 erfaßt werden
kann. Die stromaufwärtige Betätigungseinrichtung 210 wird
so gesteuert, daß sie zuerst den Verbundstreifen in die in
Fig. 17 gezeigte Position vorschiebt und dann kurz pau
siert, bevor sie den Verbundstreifen weiter vorschiebt.
Während dieser Pause wird der vordere Rand mit Farbe be
sprüht, wie es in Fig. 17 gezeigt ist, um die Markierung
205 herzustellen.
Die durch die Kamera 181 auf oben beschriebene Weise er
zeugten Signale werden zwar zum Bestimmen der Überlappung
benutzt, welche in der äußeren Gruppe jedes Pakets vorhan
den ist, diese Signale können jedoch auch benutzt werden,
um die Lage der sich quer erstreckenden Ränder (z. B. 185
und 186) in bezug auf einen festen Referenzort an dem Dorn
50, z. B. der zentralen Halbierungsebene 51 (Fig. 16), zu
bestimmen. Wenn diese Ränder während des Wickelvorganges in
bezug auf die Referenzebene 51 nicht genau positioniert
sind, erzeugt das Steuersystem 180 ein Fehlersignal, das
der Steuereinrichtung 187 für den Schalteinrichtungsstell
antrieb 188 zugeführt wird und bewirkt, daß dieser Stellan
trieb passende Justierungen der Positionen vornimmt, in
denen die Schalteinrichtung 20 anschließend zugeschnittene
Gruppen a 01649 00070 552 001000280000000200012000285910153800040 0002004143460 00004 01530uf dem Bett 23 (Fig. 3) deponieren wird. Diese Ju
stierungen werden bewirken, daß die sich quer erstreckenden
Ränder dieser Gruppen in bezug auf die Referenzebene 51
korrekter positioniert werden und daß dadurch das Fehlersi
gnal auf etwa null reduziert wird.
Nachdem der Kernwickel in die in Fig. 12 gezeigte Form ge
bracht worden ist, wird er weiter verarbeitet und dann mit
einer herkömmlichen zylindrischen Transformatorspule auf in
der US-PS 4 734 975 beschriebene Weise versehen. Der Kern
wickel wird geglüht; ein Bindemittel wird auf seine Seiten
aufgetragen, um einen elastischen Überzug zu bilden, wel
cher die Ränder der Streifen amorphen Metalls miteinander
verbindet, mit Ausnahme in dem Joch des Kerns, wo die Stöße
angeordnet werden; der Kern wird an den Stößen geöffnet, um
ein U-förmiges Gebilde herzustellen, das zwei langge
streckte Schenkel hat; einer dieser Schenkel wird durch das
Fenster der Spule geschoben; und schließlich wird der Kern
in seinen Zustand mit geschlossenem Stoß zurückgebracht.
Selbstverständlich kann der Kern mit mehr als einer Spule
versehen werden, wie es in den Fig. 2-5 der vorerwähnten
US-PS 4 734 975 gezeigt ist, wobei in diesem Fall jeder
Schenkel des U-förmigen Gebildes durch das Fenster einer
Spule geschoben wird, bevor der Kern in seinen Zustand mit
geschlossenem Stoß zurückversetzt wird.
Claims (22)
1. Verfahren zum Herstellen eines Kernwickels für einen
elektrischen Transformator aus mehreren übereinander ange
ordneten Gruppen von amorphen Metallstreifen,
wobei die Streifen in jeder Gruppe im wesentlichen ausge
richtete Längsränder und ausgerichtete, gegenüberliegende
Querenden aufweisen, und worin die gegenüberliegenden Enden
der jeweiligen Gruppe überlappen, gekennzeichnet durch:
sequentielles Wickeln der Gruppen um einen stationären
Dorn, der einen äußeren, konkaven Oberflächenabschnitt
aufweist und, daß das Überlappen im Winkelbereich des kon
kaven Oberflächenabschnittes erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das
Erfassen eines Parameters, der die Lage einer um den Dorn
gewickelten Gruppe anzeigt und das Ausführen eines nachfol
genden Schrittes des Verfahrens in Abhängigkeit vom erfaß
ten Parameter.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Parameter die Strecke der Überlappung der gegen
überliegenden Enden einer Gruppe ist, nachdem sie um den
Dorn gewickelt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der nachfolgende Schritt das Zuschneiden wenigstens
einer der folgenden Gruppen auf eine kontrollierte Länge
beinhaltet, welche eine Funktion der Strecke der Überlap
pung ist, die durch die Erfassungseinrichtung in der vor
herigen Gruppe erfaßt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch fol
gende weitere Schritte:
- a) Anordnen einer Mehrzahl von Gruppen, die zu wickeln sind, zwischen einer flexiblen Einrichtung und dem Dorn und
- b) Bewegen der flexiblen Einrichtung um den Dorn derart, daß die Gruppen um den Dorn gewickelt werden,
- c) Wegbewegen der flexiblen Einrichtung vom Dorn und
- d) Festklemmen der gewickelten Gruppen an dem Dorn.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, gekennzeichnet
durch ein Nachformen des abgenommenen, aus den sequentiell
gewickelten Gruppen bestehenden Kernwickels.
7. Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein
Glühen des nachgeformten Kernwickels.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dorn ein massiver Körper ist, dessen Umfang mit
Ausnahme des konkaven Oberflächenteils eine konvexe Form
hat, derart, daß beim Wickeln eine Radialkraft auf die
Gruppen in im wesentlichen allen konvexen Bereichen des
Umfangs ausgeübt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekenn
zeichnet durch Abtasten der äußeren Oberfläche des Kern
wickels mit einer Sensoreinrichtung, wodurch ein Signal
gebildet wird, das die Position eines der Querränder an
zeigt; Abtasten der äußeren Oberfläche des Kernwickels mit
der Sensoreinrichtung, nachdem die Gruppe um den Dorn ge
wickelt worden ist, wodurch ein zweites Signal gebildet
wird, das die Position des anderen Querrandes anzeigt und
Ableiten eines Ausgangssignals, das die Überlappung zwi
schen den Rändern anzeigt, durch Vergleichen der beiden
genannten Signale.
10. Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch An
bringen einer Markierung, die sich zum Abtasten mit der
Sensoreinrichtung von dem einen Querrand genügend über den
anderen Querrand erstreckt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) vor dem Wickeln eine Mehrzahl der Gruppen in einem Stapel zwischen dem Dorn und einem flexiblen Band angeordnet wird, das sich auf einer Rückseite des Dorns entgegengesetzt zu der Stelle des konkaven Oberflächenteils befindet,
- b) daß das Band um einen ersten Teil des Dorns gewic kelt wird, wodurch der Teil des Stapels um den er sten Teil des Dorns gewickelt und ein Ende des Sta pels ausgerichtet mit dem konkaven Oberflächenteil festgelegt wird, und
- c) daß das Band um einen zweiten Teil des Dorns gewic kelt wird, wodurch der übrige Teil des Stapels um den zweiten Teil des Dorns gewickelt und das andere Ende des Stapels in Ausrichtung mit dem konkaven Oberflä chenteil und in überlappender Beziehung zu dem einen Ende des Pakets festgelegt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt a) von Anspruch 11 vor dem Schritt b)
von Anspruch 11 ausgeführt wird, und
- a) daß das eine Ende des Stapels relativ zu dem konka ven Oberflächenteil des Dorns festgeklemmt ist, wäh rend der Schritt b) von Anspruch 11 ausgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
- a) daß der Schritt a) von Anspruch 11 ausgeführt wird, bevor der Schritt b) von Anspruch 11 ausgeführt wird,
- b) daß das eine Ende des Stapels relativ zu dem konka ven Oberflächenteil des Dorns festgeklemmt ist, wäh rend der Schritt b) von Anspruch 11 ausgeführt wird, und
- c) daß, nachdem der Schritt b) von Anspruch 11 ausge führt worden ist, das zweite Ende des Stapels eben falls relativ zu dem konkaven Oberflächenteil des Dorns festgeklemmt wird, wodurch beide Enden des Stapels an dem Dorn festgeklemmt sind, während der Stapel in vollständig gewickeltem Zustand ist.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß, wenn der Kernwickel aufgebaut wird, aufeinanderfol
gende Stapel einzeln um den Stapel, der zuletzt um den Dorn
gewickelt worden ist, gewickelt werden, wobei jeder einzel
ne folgende Stapel in folgenden Schritten gewickelt wird:
- a) Wickeln eines ersten Teils des Stapels um einen ersten Teil des Dorns, der in der Nähe eines Endes des konkaven Oberflächenteils ist, um dadurch ein Ende des Stapels in Winkelausrichtung mit dem konka ven Oberflächenteil festzulegen, und anschließend
- b) Wickeln eines zweiten Teils des Stapels um einen zweiten Teil des Dorns, der in der Nähe des entge gengesetzten Endes des konkaven Oberflächenteils ist, um dadurch das andere Ende des Stapels in Winkelaus richtung mit dem konkaven Oberflächenteil und in überlappender Beziehung zu dem ersten Ende des Stapels festzulegen.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß bei jedem Stapel, der um den Dorn gewickelt wird,
nachdem der erste Teil des Stapels gewickelt worden ist,
das eine Ende des Stapels in bezug auf den konkaven Ober
flächenteil des Dorns festgeklemmt wird, während der zweite
Teil des Stapels um den zweiten Teil des Dorns gewickelt
wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß, nachdem jeder Stapel vollständig um den Dorn gewic
kelt worden ist, beide Enden des vollständig gewickelten
Stapels relativ zu dem konkaven Oberflächenteil des Dorns
festgeklemmt werden.
17. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
folgende weitere Schritte:
- a) Bereitstellen einer Halteeinrichtung zum Halten der Vielzahl von Gruppen in der gewickelten Position,
- b) Erfassen der Mehrzahl von Gruppen mit der Halteein richtung, um die Mehrzahl von Gruppen in der gewic kelten Position zu halten,
- c) Herstellen einer zusätzlichen Anzahl von Gruppen von Streifen amorphen Metalls,
- d) Wickeln der zusätzlichen Anzahl von Gruppen um die erste Anzahl von Gruppen derart, daß die entgegenge setzten Enden der zusätzlichen Anzahl von Gruppen sich in überlappender Beziehung an einer Stelle tref fen, die mit dem konkaven Oberflächenteil des Dorns ausgerichtet ist,
- e) Gewinnen von Information über die Lage der Querrän der wenigstens einer der Gruppen in der ersten An zahl von Gruppen, wenn die erste Anzahl von Gruppen um den Dorn gewickelt wird, und
- f) Regeln der Länge der Gruppen in der zusätzlichen An zahl von Gruppen aufgrund der gewonnenen Information als Funktion der Lage der Querränder gemäß dem Schritt e).
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß der Regelschritt f), Anspruch 17, den Schritt bein
haltet, die Gruppen der zusätzlichen Anzahl von Gruppen auf
Längen zuzuschneiden, welche die Überlappung in den Stößen
der zusätzlichen Anzahl im wesentlichen gleich der der ei
nen Gruppe in der ersten Anzahl machen.
19. Vorrichtung zum Herstellen eines Kernwickels nach ei
nem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch:
- a) einen Tisch (64), der eine im wesentlichen horizontale Oberfläche (65) hat,
- b) den Dorn (50), der sich von der Oberfläche (65) aus vertikal aufwärts erstreckt und eine seine Achse (47) um gebende äußere Oberfläche (49) hat, welche eine Vorderflä che und eine Rückfläche des Dorns (50) umfaßt,
- c) eine Einrichtung (20, 23) zum Zusammensetzen der Gruppen (19) aus den Streifen,
- d) eine Einrichtung (36) zum Anordnen der Gruppen (19) auf der Oberfläche (65) des Tisches in der Nähe der Rückfläche des Dorns (50), derart, daß die Längsränder der Streifen auf der Oberfläche (65) des Tisches aufliegen und eine Zwi schenzone der Streifen mit der Rückfläche des Dorns (50) ausgerichtet ist,
- e) eine Einrichtung (70) zum Wickeln der Gruppen (19) um
den Dorn (50), derart, daß die gegenüberliegenden Enden der
Streifen in jedem Paket an der Vorderfläche des Dorns (50)
liegen, wobei die Wickeleinrichtung umfaßt:
- a) ein erstes Paar Arme (72, 74), zwischen welche sich Teile der Streifen lose erstrecken,
- b) ein zweites Paar Arme (76, 78), zwischen welche sich andere Teile der Streifen lose erstrecken,
- c) eine Einrichtung (80, 82) zum Bewegen des ersten Armpaares (72, 74) um einen ersten Teil der äußeren Oberfläche (49) des Dorns (50), derart, daß einer der Teile der Streifen um den ersten Teil des Dorns (50) gewickelt wird,
- d) eine weitere Einrichtung (81, 84) zum Bewegen des anderen Armpaares (76, 78) um einen zweiten Teil des Dorns (50), derart, daß der andere Teil der Streifen um den zweiten Teil des Dorns (50) gewickelt wird und
- e) die flexible Einrichtung als ein flexibles Band (90) ausgebildet ist, das sich zwischen den Armen (72, 74; 76, 78) jedes Paares und außerhalb der genann ten Streifenteile erstreckt, wobei das Band (90) die Streifen in gewickelter Beziehung zu dem Dorn (50) hält, während sich die Arme um die Dornteile bewegen und die genannten Streifenteile auf die äußere Ober fläche (47) des Dorns (50) auflegen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (100) zum Festklemmen der Zwischenzone der
angeordneten Streifen an der Rückfläche des Dorns (50).
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn
zeichnet, daß das flexible Band (90) eine Zwischenzone hat,
die sich längs der Außenseite der angeordneten Streifen
durch eine Stelle erstreckt, welche mit der Rückfläche des
Dorns (50) ausgerichtet ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, ge
kennzeichnet durch eine Einrichtung (135 bis 137) zum Fest
klemmen eines bereits um den ersten Dornteil gewickelten
Endes der Streifen an der Vorderfläche des Dorns (50) wäh
rend des Wickelns des anderen Streifenteils um den zweiten
Dornteil.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/463,697 US5093981A (en) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | Method for making a transformer core comprising amorphous metal strips surrounding the core window |
DE4100211A DE4100211C2 (de) | 1990-01-11 | 1991-01-07 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Kernwickels für einen elektrischen Transformator aus Streifen amorphen ferromagnetischen Metalls |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4143460C2 true DE4143460C2 (de) | 1999-03-25 |
Family
ID=25900106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4143460A Expired - Lifetime DE4143460C2 (de) | 1990-01-11 | 1991-01-07 | Verfahren zum Herstellen eines Kernwickels für einen elektrischen Transformator sowie Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4143460C2 (de) |
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- 1991-01-07 DE DE4143460A patent/DE4143460C2/de not_active Expired - Lifetime
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