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Bandwickler Die Erfindung betrifft einen Bandwickler, der dazu dient,
einen elektrischen Leiter zu bewickeln, insbesondere ,eine Einrichtung, um ein Band
magnetischen Materials in Spiralform auf einen Signalleiter aufzulegen, zum Zwecke,
diesen induktiv ununterbrochen zu belasten.
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Leiter dieser Art sind bekannt und dienen für die Übermittlung von
Signalströmen. Der Leiter besteht hierbei gewöhnlich aus Kupfer, das auf ganzer
Länge von einer oder mehreren Lagen magnetischen Materials umgeben ist. Hierfür
verwendet man jetzt häufig eine. Legierung von Nickel und Eisen, die einem Glühprozeß
unterworfen wird, und erzielt dadurch eine sehr hohe Permeabilität bei niedrigen
magnetischen Kräften. Allerdings ist diese Legierung dann gegenüber miechanischen
Beanspruchungen täußerst empfindlich, und die hohe Permeabilität fällt ab, insbesondere
wenn diese Beanspruchung während der Herstellung des belasteten Leiters erfolgt.
In bestimmten Fällen ist es vorteilhaft, das magnetische Material erst nachdem es
auf den Leiter aufgelegt worden ist, dem Giühprozeß zu unterziehen. Wenn dann während
dieser Behandlung mechanische Beanspruchungen auftreten, so wird die Pertneabilität
des Belastungsmaterials in ungünstiger Weise beeinflußt.
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Die Erfindung zeigt nun ein Verfahren bzw. eine Einrichtung, um das
magnetische Material um den Leiter in einer solchen Weise zu wickeln, daß das Material
keinen schädlichen Beeinflussungen während des nachfolgenden Glühprozesses bei weiterer
Herstellung des Kabels unterworfen wird.
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Um - die Nachteile des nachträglichen Glühens zu vermeiden, wird erfindungsgemäß
eine Zuführvorrichtung besonderer Art verwendet, um einen gleichförmig induktiv
belasteten Leiter herzustellen, der aus .einem leitenden Kern und dem um diesen
gewickelten Belastungsband zusammengesetzt ist. Die neue Vorrichtung ist mit Rollen
mit zylindrschen Arbeitsflächen ausgestattet, die auf den zusammengesetzten Leiter
:einen Druck ausüben, der dazu ausreicht, den erwünschten Zwischenraum zwischen
dem leitenden Kern und dem Belastungsband herzustellen. Insbesondere wird das gewünschte
Ergebnis dadurch erreicht, daß die Rollen einen Druck auf das Belastungsband ausüben.
In dieser Weise wird ein zur Leiterachse symmetrischer Zwischenraum zwischen dem
Belastungsband und dem Kern gebildet, ohne däß tes notwendig ist, die beiden Hauptbestandteile
(Kupferleiter-Belastungssohicht) des zusammengesetzten Leiters zeitweise voneinander
zu trennen.
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Man hat schon vorgeschlagen, diesen gleichförmigen Zwischenraum zwischen
Band und-
Leiter dadurch zu erreichen, daß man ein verbrennbares
Material zwischen denn Belastungsband und dem Leiter einlegt und durch Verbrennen
wieder entfernt.
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Um die Ungenauigkeiten, die diesem Verfahren naturgemäß anhaften,
zu vermeiden, wird nach der Erfindung eine besondere Form des Zuführungsorgans für
das Belastungsband vorgeschlagen, welches mit Rollen ausgestattet ist, die zylindrische
Arbeitsflächen haben und einen Zug auf das Material ausüben, der gerade genügend
ist, zwischen Leiter und Band den gewünschtem Zwischenraum zu bewirken. Dadurch
wird erreicht, daß zwischen Band und Leiter ein gleichmäßiger Zwischenraum entsteht,
ohne daß ein trennendes Material vorübergehend eingelegt zu werden braucht.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach
der Erfindung dar, und zwar zeigt Abb. i die ganze Vorrichtung zum Auflegen des
Streifens auf den Leiter mit ihren wesentlichsten Teilen, Abb.2 eine Stirnansicht
des Wickelkopfes gemäß Abb. i, Abb.3 eine Vorrichtung, die dazu dient, dem Streifen
eine Zugspannung zu erteilen, Abb. 4 einen Schnitt durch die Zuführungsvorrichtung
des Bandes in der geschlossenen oder Arbeitslage, Abb.5 die Zuführungsvorrichtung
in der Offenstellung, ben läßt, ist es leicht, den Abb.6 die zum Aufbringen des
Streifens auf den Leiter dienenden Organe und Abb.7 die Ansicht eines mit der Vorrichtung
gemäß Abb. i bis 6 bewickelten Leiters.
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Nach der Zeichnung dient als Träger für das Wickelorgan eine Scheibe
i i o, weiche starr an der hohlen Spindel i i 1 sitzt, durch welche der Leiter i
i2, auf den das magnetische Band aufgelegt werden soll, hindurchgeht. Diese Spindel
ruht in. Lagern 113, 113 und wird durch die Kette i 15 und ,das Kettenrad 114 gedreht,
von denen das letztere durch den Längskeil i 16 starr mit der Spindel verbunden
ist. Die Bandspule i 17, um welche das magnetische Band i 18 herumgelegt ist, kann
sich frei um die Spündel i 19 drehen und wird an der Scheibe i io mittels des e#jnstellbaren
Armes i2o befestigt. Um überdrehung zu verhindern und um dem Bande einen gewissen
Grad von Spannung zu erteilen, wird eine Vorrichtung (Abb.3) benutzt, welche innen
mit einem Reibungsband 12i auf Leder oder ähnlichem Stoff belegt ist und durch Reibung
auf den Nabenteil 122 der Bandspule 117 einwirkt. Vermittels der Stellschraube
123, die sich im Teil. 124 verschrauzwischen den Teilen 121 und 122, zu ändern und
auf diese Weise die Spannung des Streifens zu regeln.
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Die Zuführungsvorrichtung für das Band, die gesondert in Abb.4 bis
6 dargestellt ist, enthält ein Gehäuse 125, in dessen Seitenwänden Bolzen 126,
126 angeordnet sind, auf welchen sich zwei parallele Walzen 127, 127 drehen.
Auf einer der Stirnwände ist ein U-förmiger Arm 128 angebracht, der ein genutetes
Führungsrad 129 für das Band trägt. Dieser Arm ist in seinem Gestell drehbar, so
daß er eingestellt werden kann, um den gewünschten Winkel für das Auflegen des Bandes
zu erzielen und um gleichzeitig das Band in der Ebene der Spule zu halten. Sobald
die gewünschte Einstellung erzielt ist, wird der Arm mittels einer Stellschraube
130
in seiner Lage befestigt. Eine dritte, um den Bolzen 132 drehbare Rolle
131 ist in der Deckplatte 133 angeordnet, welche mit dem Bolzen 134 am Gehäuse
125 angelenkt ist. Diese Deckplatte ist an ihrem freien Ende mit einem Stift
13 5 versehen, an welchem das eine Ende einer Spiralfeder 136 befestigt ist.
Das andere Ende dieser Feder ist an feinem Stift i37 befestigt, der einstellbar
an dem Verbindungssteg eines. U-förmigen Armes 142 sitzt, welcher mit dem Bolzen
138 drehbar am Gehäuse 125 angebracht ist. Die Spannung der Feder 136 wird durch
Drehung der Stellmutter 139 geregelt, und der Stift 137 wird alsdann durch die Gegenmutter
140 in seiner Lage gesichert. Ein Anschlagstift 141 ist vorgesehen, der mit einem
Schlitz im Arm 142 in Eingriff treten und dadurch dessen Bewegung begrenzen kann.
Die ganze Vorrichtung wird an dem Wickelorgan mittels der hohlen Spindel
143 befestigt, welche in das Gehäuse 125 eingeschraubt ist.
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In der aus den Abb. 4 und 6 ersichtlichen geschlossenen Lage wird
die Rolle 131 gegen das Band mit regelbarem Druck gepreßt, der von der Spannung
der Feder 136 ab'h'ängt. Der Leiter, welcher als Litze dargestellt ist und aus einem-
mittleren Draht 145 und segmentartigen Streifen 146, 146 besteht, ist verhältnismäßig
steif und wird, wenn er über den Haspel gebt, Biegungskräften unterworfen, die es
schwierig machen, den Leiter in gerader Linie an der Auflegestelle des Bandes sich
bewegen zu lassen. Bei: einem biegsameren Leiter würde @es möglich sein, den Leiter
in dichter Berührung mit den Rollen 127 dadurch zu erhalten, daß der nötige Zug
auf das Band ausgeübt würde, durch den der Leiter gezwungen -würde, sich in gerader
Linie zu bewegen. Brei einem verhältnismäßig -steifen Leiter ist jedoch die Stärke
und Festigkeit des Bandes nicht genügend, um einen derartigen Vorgang möglieh
zu
machen. Es ist weiterhin aus den oben angegebenen Gründen wünsc enswert, das Band
einem möglichst niedrigen Zug auszusetzen. Daher wird bei der Anordnung nach der
Erfindung die auf das Band ausgeübte Zugspannung gerade hoch genug erhalten, damit
der Streifen von dem Haspel ohne Gefahr des Sichüberschlagens oder des Verknotens
ablaufen kann, und durch den auf die Rolle 131 ausgeübten Zug wird die richtige
Spannung für das Auflegen des Streifens bestimmt.
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Bei der Betätigung dieser Vorrichtung gelangt der Leiter von dem Vorratshaspel
über ein Führungsrad 148 (Abb. i links) durch die hohlen Spindeln der Aufwickelvorrichtung
und durch das Zuführungsorgan zur Abzugsscheibe 149 und von dieser zu dem in den
Zeichnungen nicht dargestellten Vorratshaspel. Die Abzugsscheibe 149, welche die
Geschwindigkeit des Leiters bestimmt, wird zwangsläufig von derselben Vorrichtung
aus angetrieben, welche die Kette 115 antreibt; die richtigen Geschwindigkeiten
des Aufwi,ckelorgans für das Band und der Scheibe 149 sind dadurch festgelegt, um
ein gleichmäßiges Auflegen des Bandes mit der gewünschten Steigung zu erzielen.
Beim Auflegen des Bandes auf den Leiter wird das Zuführungsorgan, wie aus Abb. 5
ersichtlich,_ geöffnet, und das Band wird von der Vorratsscheibe i 17 abgezogen
und läuft weiter über das Führungsrad 129 zwischen den Rollen 127, 127 und wird
mittels Lot oder einer Umhüllung von feinem Draht am Leiter befestigt. Nachdem das
Band auf diese Weise mit dem einen Ende am Leiter befestigt ist, wird die Vorrichtung
in Gang gesetzt, wodurch das Band um den Leiter mit bestimmter Ge. schwindigkeit
und Spannung gewickelt wird, wie oben beschrieben. Die Rollen 127 und 131 legen
sich, wie ersichtlich, gegen den Leiter an drei etwa gleich weit voneinander entfernten
Punkten, wobei ihre Berührung mit dem Leiter in jedem Falle im wesentlichen längs
einer Linie erfolgt. Bei der Bewegung des Leiters in einer Richtung parallel zur
Achse der Rollen üben die letzteren einen gewissen Druck auf den Leiter aus und
beseitigen auf diese Weise jede Gefahr der überlappung. Falls eine Windung des Bandes
anfangen sollte, sich über die benachbarte Windung hinüberzuschieben, wird sie durch
die Rollen herübergedrückt und gezwungen, eine stumpfe Fuge zu bilden; eine Überlappung
wird dadurch vermieden.
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Es ist wünschenswert, wie schon vorher bemerkt, einen gewissen Abstand
zwischen dem Leiter und dem Bande zu belassen, um schädliche Spannungen und Beanspruchungen
während der folgenden Wärmebehandlung zu vermeiden. Diese Spannungen sind insbesondere
vorhanden, wenn das Band um einen zusammengesetzten Leiter herumgelegt wird, und
es kann angenommen werden, daß sie eine Folge des Umstandes sind, daß die segmentartigen
Streifen 146, 146 beim Umlegen um den mittleren Draht 1q:5 keine zylindrische Fläche
darbieten, da die Kanten des Streifens nicht in enger Berührung mit dem mittleren
Draht liegen, sondern spiralige Kanten bilden. Während der Kühlungsphase der Wärmebehandlung
kühlt sich das Band infolge seiner innigen Berührung mit dem Kühlmittel zunächst
rascher ab als der kupferne Leiter, so daß der Streifen schnell in innige Berührung-
mit den angehobenen Kanten der Kupferstreifen kommt. Beim weiteren Fortgang des
Abkühlens tritt eine Kleb- oder Schweißwirkung des Materials an verschiedenen Stellen
längs seiner Kanten auf, und die nachfolgende Zusammenziehung des Kupfers erzeugt
daher Spannungen in dem aus Legierung bestehenden Bandstreifen. Eine ähnliche Wirkung,
obschon in geringerem Maße, erfolgt in dem Falle eines massiven, mit magnetischen
Bandstreifen bewickelten Leiters. Beim Erhitzen des bewickelten Leiters dehnt sich
die Kupiferseele in größerem Maße aus als der Legierungsstreifen infolge seines
'höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten und hat daher das Bestreben, irgendwelchen,
für gewöhnlich zwischen dem Leiter und dem Bandstreifen vorhandenen Zwischenraum
auszufüllen. Beim nachfolgenden Abkühlen zieht sich der Streifen schneller zusammen,
da er sich in inniger Berührung mit dem Kühlmittel befindet, und er wird auf diese
Weise in enger Berührung mit dem Kupferleiter festgezogen und kann Beanspruchungen
ausgesetzt werden, welche. eine Verminderung der Permneabnlität des Materials bewirken.
Es ist daher sehr wichtig, den nötigen Abstand zwischen dem Leiter und dem Bandstreifen
einzuhalten, was im vorliegenden Fall durch geeignete Einstellung der Spannung der
Feder 136 erreicht wird, wodurch der Druck, mit welchem die Rolle 131 auf den mit
dem Bande bewickelten -Leiter wirkt, unter Berücksichtigung der Elastizität des
Bandes seinen richtigen Grad erhält, um den gewünschten Grad des Abstandes zu sichern.
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Um in dem fertigen Leiter den gewünschten Abstand aufrechtzuerhalten,
wird der bewickelte Leiter mit einem Überzug i 5o von flüssigem Bitumen behandelt,
welcher alle Zwischenräume ausfüllt und durch seine polsterartige Wirkung Beanspruchungen
des magnetischen Bandes verhindert, welche seine Permeabilität beeinträchtigen könnten.
Nach Entfernung des Überzuges von flüssigem Bi-
Lumen wird der Leiter
mit einer dicken Lage 15 i von Isolationsmaterial versehen, beispielsweise
mit einem Kautschukpräparat oder mit Guttap ercha.