DE4343933C2 - Elektrischer Antrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb für eine Wickelmaschine zur Herstellung von Gewendel für elektrische Lampen mit minde­ stens zwei koaxial angeordneten anzutreibenden Wellen.

Ein derartiger elektrischer Antrieb ist beispielsweise in der DE-PS 23 50 399 offenbart. Dieser Antrieb besteht aus zwei separaten Elektromotoren, die die den Wickelkopf tragende Wickelspindel und die koaxial zur Wickelspindel angeordnete Trägerhülse für die Leuchtmittelvor­ ratsspule über Riemen antreiben.

Ein Nachteil dieses Antriebs besteht darin, daß hier die Kraftübertragung von den Elektromotoren auf die anzutreibenden Wellen (Wickelspindel und Trägerhülse für die Leuchtmittelvorratsspule) mittels Riemen erfolgt. Bei hohen Drehzahlen erschweren die Schwingungen der Antriebsriemen eine präzise Drehzahlregelung. Dadurch kann, im speziellen Fall einer Wickel­ maschine gemäß der DE-PS 23 50 399, die Wendelqualität beeinträchtigt werden.

Das Gebrauchsmuster DE-GM 19 66 274 beschreibt einen Zwillingsmotor für einen Schneckenförderer. Dieser Zwillingsmotor besteht aus zwei hinterein­ ander angeordneten, vorzugsweise in Gegenrichtung drehenden Motoren, wobei der erste, langsamer laufende Motor höherer Leistung als Hohlwel­ lenmotor ausgebildet ist, und der zweite, rascher laufende Motor kleinerer Leistung mit seiner Welle durch die Hohlwelle des ersten Motors durchge­ führt ist. Die Rotoren beider Motoren sind in Endlagerschildern und und in einem gemeinsamen Zwischenlagerschild gelagert. Die raschlaufende Welle des zweiten Motors ist zusätzlich innerhalb des freien Endes der zum ersten Motor gehörenden Hohlwelle in einem Nadellager gelagert.

Ein derartiger Zwillingsmotor ist allerdings als Antrieb für eine Wendelwickel­ maschine nicht geeignet, weil an den Antrieb einer Wendelwickelmaschi­ ne, im Gegensatz zum Antrieb eines Schneckenförderers, hohe Anforderun­ gen hinsichtlich der Drehzahlsteuerung gestellt werden. Um bei der Herstel­ lung von Glühwendeln Steigungsfehler zu vermeiden und eine gleichblei­ bende Qualität gewährleisten zu können, müssen nämlich die Drehzahlen der vom ersten Motor angetrieben Wickelspindel und der vom zweiten Mo­ tor angetrieben, mit der Leuchtmittelvorratsspule bestückten Trägerhülse präzise aufeinander abgestimmt werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Antrieb für ein Gerät mit zwei koaxial angeordneten anzutreibenden Wellen bereitzustellen, der ohne Verwendung von Antriebsriemen auskommt, eine voneinander unab­ hängige Drehzahlregelung der anzutreibenden Wel­ len ermöglicht und eine möglichst kompakte räumliche Anordnung erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der erfindungsgemäße elektrische Antrieb ist als Di­ rektantrieb ausgebildet. Die Rotoren der Elektromoto­ ren sind unmittelbar auf jeweils eine der anzutrei­ benden Wellen befestigt. Dadurch werden Antriebsrie­ men oder andere Kraftübertragungsmittel zwischen den Elektromotoren und den anzutreibenden Wellen über­ flüssig. Außerdem ist es nun möglich, die Elektromo­ toren räumlich kompakt anzuordnen und auch in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen. Vorteilhafterwei­ se werden bürstenlose Elektromotoren mit einem Perma­ nentmagnetrotor verwendet. Die Rotoren dieser Motoren können einfach auf die anzutreibenden Wellen des Ge­ rätes aufgeklebt werden.

Der erfindungsgemäße Antrieb läßt sich vorteilhaft zum Antrieb des Wickelkopfes und der Trägerhülse für die Leuchtmittelvorratsspule einer Wickelmaschine zur Herstellung von Gewendel für elektrische Lampen ein­ setzen. Es hat sich auch herausgestellt, daß der er­ findungsgemäße Antrieb bei Verwendung in einer Wen­ delwickelmaschine ein relativ geringes Trägheitsmo­ ment besitzt und damit höhere Beschleunigungs- bzw. Abbremswerte erlaubt und somit zu einer Steigerung (Verdopplung) der Fertigungsleistung der Wendel­ wickelmaschine führt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Abbildung zeigt einen stark schematisierten Quer­ schnitt durch den erfindungsgemäßen Antrieb 1 nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel. Der Antrieb 1 wird hier zum Antreiben der Wickelspindel 2 und der Leuchtmittelvorratsspule 3 einer Wickelma­ schine zur Herstellung von Gewendel für elektrische Lampen eingesetzt. Er besteht bei diesem Ausführungs­ beispiel aus zwei bürstenlosen Elektromotoren, deren Rotoren 4a, 5a als Permanentmagnetrotoren ausgeführt sind und die unmittelbar hintereinander, entlang der Wickelachse, koaxial in einem gemeinsamen Gehäuse 6 untergebracht sind. Der Rotor 4a des ersten Elektro­ motors ist unmittelbar auf die Mantelfläche der als Hohlwelle ausgebildeten und den Wickelkopf 7 tragen­ den Wickelspindel 2 geklebt, während der Stator 4b dieses Motors an der Innenwand des Gehäuses 6 befes­ tigt ist. Der Rotor 5a des zweiten Elektromotors ist unmittelbar auf die Mantelfläche einer die Leuchtmit­ telvorratsspule 3 tragenden und als Hohlwelle ausge­ bildeten Trägerhülse 8 geklebt, während der Stator 5b dieses Motors ebenfalls an der Innenwand des Gehäuses 6 fixiert ist. Als Kleber wird der Zweikomponenten­ klebstoff Loctide Nr. 325 und Loctide Nr. 707 ver­ wendet. Die Wickelspindel 2 und die Trägerhülse 8 sind koaxial angeordnet, wobei die Trägerhülse 8 die Wickelspindel 2 umschließt und die Enden der Wickel­ spindel 2 die Trägerhülse 8 überragen. Das eine Ende der Wickelspindel 2 trägt den Wickelkopf 7, während das andere Ende einen Abschnitt 2a mit einem vergrößerten Außendurchmesser aufweist, auf dem der Rotor 4a aufgeklebt ist. Im Bereich der Rotoren 4a, 5a be­ sitzen die Wickelspindel 2 und die Trägerhülse 8 den gleichen Außendurchmesser. Wickelspindel 2 und Trä­ gerhülse 8 sind mittels mehrerer Präzisionskugella­ ger 9 im Gehäuse 6 und auch gegeneinander drehbar ge­ lagert. Außerdem sind die Trägheitsmomente von Wickel­ spindel 2 und Trägerhülse 8, einschließlich der mit ihnen mitrotierenden Teile, annähernd gleich. Bei den Elektromotoren, die die Trägerhülse 8 und die Wickelspindel 2 antreiben, handelt es sich um zwei vollkommen gleichartige Permanentmagnetläufermotoren mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von jeweils ca. 1500 Watt. Diese beiden Motoren werden mittels einer elektronischen Ansteuerung 10 gesteuert, die eine präzise Regelung der Umdrehungszahlen von Wickel­ spindel 2 und Trägerhülse 8 erlaubt. Diese elek­ tronische Ansteuerung 10 kontrolliert ferner den An­ trieb 11 eines Zugdorns 12 für den in der Wickelachse verlaufenden Kerndraht 14 sowie einen Zugkrafterzeu­ ger 15 für eine hohle, koaxial mit und weitgehend in­ nerhalb der Wickelspindel 2 verlaufenden Zugstange 16. Die Zugstange 16 ist längs der Wickelachse gegen­ über dem Wickelkopf 7 beweglich. Sie rotiert mit der­ selben Winkelgeschwindigkeit wie die Wickelspindel 2. Am Ende der Zugstange 16 befinden sich zwei Umlenk­ rollen 17, die in Verbindung mit vier am Wickelkopf 7 befestigten Umlenkrollen 18 eine Feinabstimmung der Wickelspannung des von der Leuchtmittelvorratsspule 3 abgespulten und über eine weitere Umlenkrolle 19 zum Wickelkopf 7 geführten Leuchtmittels 13 erlauben.

Während des Wickelvorganges werden die beiden Elek­ tromotoren von der elektronischen Ansteuerung 10 der­ art angesteuert, daß die Trägerhülse 8 mit geringfü­ gig höherer Umdrehungszahl läuft als die Wickelspin­ del 2, so daß das Leuchtmittel 13 von der Leuchtmit­ telvorratsspule 3 bedarfsgerecht abgespult wird. Die Abstimmung der Bewegungsabläufe von Zugdorn 12, Zug­ stange 16, Wickelkopf 7 und Leuchtmittelvorratsspule 3 erfolgt ebenfalls durch die elektronische Ansteue­ rung 10.

Der Wickelvorgang zur Herstellung einer Glühwendel für eine 60 W-Allgebrauchsglühlampe beansprucht unge­ fähr 1,5 s. Die Wickelpause zwischen zwei Wickelvor­ gängen dauert etwa 0,2 s. Während dieser Zeit bewegen sich Leuchtmittelvorratsspule 3 und Zugdorn 12.

Die beiden Elektromotoren, die den erfindungsgemäßen Antrieb bilden, beanspruchen innerhalb des Gehäuses 6 nur einen Raum von ca. 16 × 11 × 11 cm³.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben nä­ her beschriebene Ausführungsbeispiel. So können bei­ spielsweise anstelle von Permanentmagnetläufermotoren auch andere Arten von bürstenlosen Elektromotoren und sogar Asynchronmotoren für den erfindungsgemäßen An­ trieb verwendet werden.

Claims (3)

1. Elektrischer Antrieb für eine Wickelmaschine zur Herstellung von Ge­ wendel für elektrische Lampen bei dem

• - zwei anzutreibende Wellen (2, 8) koaxial angeordnet sind,
• - zwei Elektromotoren unmittelbar hintereinander in einem gemein­ samen Gehäuse (6) untergebracht sind, wobei deren Rotoren (4a, 5a) unmittelbar auf jeweils einer der anzutreibenden Wellen (2, 8) be­ festigt sind,
• - der Rotor (4a) des ersten Elektromotors auf der als Hohlwelle aus­ gebildeten, den Wickelkopf (7) tragenden Wickelspindel (2) befestigt ist,
• - der Rotor (5a) des zweiten Elektromotors auf der koaxial zur Wickel­ spindel (2) angeordneten, als Hohlwelle ausgebildeten und eine Leuchtmittelvorratsspule (3) tragenden Trägerhülse (8) fixiert ist,
• - die Elektromotoren gleichartig sind,
• - die Trägheitsmomente der Wickelspindel (2) und der Trägerhülse (8), einschließlich der auf ihnen befestigten und mitrotierenden Tei­ le, annähernd gleich sind.

2. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antrieb aus bürstenlosen Elektromotoren mit Perma­ nentmagnetrotoren (4a, 5a) besteht.

3. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromotoren eine elektronische Ansteuerung (10) besitzen, die eine Regelung der Umdrehungszahlen der anzutreibenden Wellen (2, 8) ermöglicht.