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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Technologie zum Wickeln eines Bands auf
eine Spule.
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Stand der Technik
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Bei
der Fertigung einer Transformatorspule wird ein Drahtelement lagenweise
auf einen Umfang eines aus Harz bestehenden Spulenträgers gewickelt,
wobei sich zwischen den Lagen ein aufgewickeltes Isolierband befindet.
Insbesondere wird ein erstes lagenweises Drahtelement auf den Umfang der
Spule gewickelt, anschließend
wird auf den Umfang dieser Lage das Isolierband gewickelt. Nach
diesem Wickelvorgang wird ein zweitlagiges Drahtelement aufgewickelt,
und auf dessen Umfang wiederum wird ein Isolierband gewickelt. Diese
Vorgänge werden
wiederholt, um eine mehrlagige Spule zu erhalten.
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Bei
der herkömmlichen
Bandwickeltechnik wurde, nachdem ein erstlagiges Drahtelement auf den
Umfang der Spule gewickelt war, der Bereich eines vorlaufenden Endes
des Isolierbands, dessen Oberfläche
einseitig als Klebefläche
ausgebildet ist, von einem Spannfutter ergriffen, und das vordere Ende
wurde an dem gewickelten Drahtelement angeklebt und noch enger an
den Umfang des Drahtelements zum Haften gebracht, indem die Spule
in Drehung versetzt wurde, während
gleichzeitig mit einem Press-Anpassgerät, beispielsweise einer Walze
oder dergleichen, Druck aufgebracht wurde.
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Bei
einem gewissen Spulentyp ist allerdings ein Paar Flanschelemente
vorhanden, die sich deutlich in radialen Richtungen von den beiden
Enden eines Bodenflächenelements
weg erstrecken, das mit dem Drahtelement bewickelt ist. Bei diesem
Spulentyp wird das Band außerhalb
der Flanschelemente abgeschnitten, so dass das hintere Ende des
Bands frei beweglich stehen bleibt. Bei Aufwickeln in diesem Zustand
kann es passieren, dass es zu einem Durchhängen kommt und demzufolge das
Band auch dann schlecht haften bleibt, wenn es unter Druck mit dem Anpressgerät, beispielsweise
einer Walze oder dergleichen, angedrückt wird.
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Bei
einem weiteren anderen Typ von Spule ist ein Abstand zwischen den
Flanschelementen, das heißt
eine Wicklungsbreite für
das Drahtelement, 2 mm oder kleiner, und eine Breite des auf diesen
Spulentyp aufgewickelten Bands beträgt ebenfalls etwa 2 mm oder
weniger. Wenn daher das Band auf die Spule mit einem verbleibenden
freien Ende gewickelt wird, kann es vorkommen, dass es zu einem
Wicklungsfehler kommt, beispielsweise zum Anhaften an der Innenfläche des
Flanschelements, auch wenn ein Andrück-Anpassgerät verwendet
wird.
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Darüber hinaus
ergibt sich bei der herkömmlichen
Bandwickeltechnik in Verbindung mit einem Spulentyp geringer Breite
das Problem, dass das Band in Richtung des Flanschelements vorgespannt ist.
Daher ist es erforderlich, dass das mit hoher Geschwindigkeit aufzuwickelnde
Band derart gewickelt wird, dass es mit der Mittellinie der Spule
bezüglich der
Band-Mittellinie fluchtet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein
Hauptziel der Erfindung im Hinblick auf die Vermeidung der dem Stand
der Technik anhaftenden Probleme ist es, eine Bandwickeltechnik
anzugeben, die in der Lage ist, einen Wickelfehler des Bands zu
vermeiden.
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Um
dieses Ziel zu erreichen, betrifft die Erfindung gemäß einem
ersten Aspekt eine Bandwickelvorrichtung zum Aufwickeln eines Bands
auf ein Bodenflächenelement
oder auf einer auf die Bodenfläche
einer Spule aufgewickelte Wicklung, wobei die Spule versehen ist
mit dem Bodenflächenelement, auf
welches ein Drahtelement aufgewickelt ist, und einem Paar Flanschelemente,
die sich in radialen Richtungen vom Bodenflächenelement weg erstrecken,
wobei die Bandwickelvorrichtung umfasst: eine Greifvorrichtung,
ausgestattet mit einer Greifeinheit, die zwischen die Flanschelemente
der Spule eintritt, während
sie ein nachlaufendes Ende oder dessen Nahbereich des auf die Spule
aufgewickelten Bands ergreift.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist zum Aufwickeln eines Bands auf
ein Bodenflächenelement
einer Spule, die das Bodenflächenelement
enthält,
auf welches ein Drahtelement aufgewickelt ist, ferner ein Paar Flanschelemente,
die sich in radialen Richtungen von dem Bodenflächenelement aus erstrecken,
eine Spannzange zum Ergreifen des Bands vorgesehen, wobei Greifglieder
der Spannzange eine derartige Konfiguration haben, dass zumindest
jener Teil der Oberfläche
des Bands, welcher dem Bodenflächenelement
der Spule näher
liegt, eine konvexe Form annimmt, wenn das Band ergriffen wird.
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Ein
dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Bandwickelverfahren zum
Wickeln eines Bands auf ein Bodenflächenelement einer Spule, die
dieses Bodenflächenelement
mit einem aufgewickelten Draht enthält, sowie ein Paar Flanschelemente,
die sich in radialen Richtungen, ausgehend von dem Bodenflächenelement
erstrecken, umfassend: einen Schritt zum Abziehen eines Bands von
einer Bandvorratseinheit derart, dass Spannelemente einer vorlaufenden
Spannzange ein vorlaufendes Ende des Bands oder dessen Nahbereich
ergreifen; einen Schritt, bei dem die Spannelemente der vorlaufenden
Spannzange zwischen die Flanschelemente der Spule eintreten und
das vorlaufende Ende des Bands oder den Nahbereich des vorlaufenden
Endes an dem Bodenflächenelement
zum Haften bringen, woraufhin das Band von den Spannelementen der
vorlaufenden Spannzange gelöst
wird; einen Schritt zum Abschneiden des Bands mit Spannelementen
einer nachlaufenden Spannzange unter Ergreifung des Bands an einer
Stelle, die um eine vorbestimmte Distanz vom vorlaufenden Ende des
Bands entfernt und auf jener Seite gelegen ist, welche zu der Vorratseinheit
näher liegt
als die Greifstelle; einen Schritt, bei dem die nachlaufende Spannzange
zusammen mit dem Band in die Nähe
der Spule gebracht wird, wobei das nachlaufende Ende des Bands oder
dessen Nahbereich von den Spannelementen synchron mit der Drehung
der Spule ergriffen wird; und einen Schritt zum Lösen des
Bands nach dessen Anbringen am Bodenflächenelement dadurch, dass die Spannelemente
der nachlaufenden Spannzange zwischen die Flanschelemente der Spule
eintreten.
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Ein
vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Bandwickelverfahren zum
Aufwickeln eines Bands auf ein Bodenflächenelement einer Spule, die
ein Bodenflächenelement
mit einem darauf gewickelten Draht enthält, sowie ein Paar Flanschelemente,
die sich in radialen Richtungen, ausgehend von dem Bodenflächenelement,
erstrecken, umfassend: einen Schritt zum Abziehen eines Bands von
einer Bandvorratseinheit derart, daß Spannelemente einer vorlaufenden
Spannzange ein vorlaufendes Ende des Bands oder dessen Nahbereich
ergreifen; einen Schritt, bei dem die Spannelemente der vorlaufenden Spannzange
zwischen die Flanschelemente der Spule eintreten, an dem vorlaufenden
Ende des Bands oder den Nahbereich des vorlaufenden Endes an dem
Bodenflächenelement
zum Haften bringen, woraufhin das Band von den Spannelementen der vorlaufenden
Spannzange gelöst
wird; einen Schritt, bei dem die Spule und die Bandvorratseinheit
einander angenähert
werden, wobei das Band auf das Bodenflächenelement der Spule dadurch
aufgewickelt wird, dass die Spule mit einer vorbestimmten Anzahl Umdrehungen
gedreht wird; einen Schritt, bei dem zumindest ein Teil der Bandvorratseinheit
zwischen das Paar Flanschelemente der Spule dadurch eintritt, dass
das Band gegen die Bandvorratseinheit gedrückt wird; und einen Schritt
zum Abschneiden des Bands mit einer Schneidkante, deren Breite kleiner ist
als ein Zwischenraum zwischen den Flanschelementen der Spule, zwischen
der Bandvorratseinheit und dem Bodenflächenelement der Spule.
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Die
Bandwickelvorrichtung gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung wickelt das Band auf das Bodenflächenelement
auf, oder auf die auf das Bodenflächenelement der Wicklung aufgebrachte
Wicklung der Spule mit dem das mit Draht bewickelten Bodenflächenelement
und einem Paar Flanschelemente, die sich in radialen Richtungen
von dem Bodenflächenelement
aus erstrecken. Diese Bandwickelvorrichtung (Bandagiervorrichtung)
enthält
die Nachlauf-Spannzange mit den Spannelementen, die zwischen die
Flanschelemente der Spule eintreten, während sie das nachlaufende
Ende des auf die Spule aufgewickelten Bands oder dessen Nahbereich
ergreifen. Die Spannelemente sind daher in der Lage, sich dem Bodenflächenelement
(einschließlich
des Zustands, in welchem dort ein Draht aufgewickelt ist) anzunähern, während sie
das nachlaufende Ende des Bands oder den Nahbereich des nachlaufenden Endes
ergreifen, wodurch ein ungeordneter Zustand des nachlaufenden Endes
des Bands in größtmöglichem
Ausmaß verhindert
und damit ein fehlerhaft gewickelter Zustand des Bands unterdrückt werden kann.
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Die
Greifvorrichtung kann eine Nachlauf-Spannzange sein.
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Außerdem kann
das Greifelement der Nachlauf-Spannzange eine Breite haben, die
gleich oder kleiner ist als die Breite des Bands, ausreichend, um zwischen
die Flanschelemente einzutreten.
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Die
Nachlauf-Spannzange kann eine Schneidkante zum Abschneiden des Bands
aufweisen, wodurch das Band gleichzeitig ergriffen und abgeschnitten
werden kann.
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Das
Zuführelement
für das
Band kann mit den Greifmitteln ausgestattet sein.
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Die
Bandwickelvorrichtung gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung besitzt die Spule mit dem Bodenflächenelement,
das mit dem Draht bewickelt ist, und ein Paar Flanschelemente, die
sich in radialen Richtungen von diesem Bodenflächenelement weg erstrecken,
wobei das Band auf das Bodenflächenelement
gewickelt wird. In dieser Bandwickelvorrichtung besitzen die Spannelemente
der Spannzange zum Ergreifen des Bands eine solche Konfiguration,
dass zumindest ein Teil der Bandfläche, die dem Bodenflächenelement
der Spule näher liegt,
beim Ergreifen des Bands konvex wird. Hierdurch passt sich der konvexe
Bereich an an den entsprechenden Teil des Bodenflächenelements
(einschließlich
des Zustands, in dem das Drahtelement aufgewickelt ist), wodurch
das Wickeln mit hoher Genauigkeit dadurch geschehen kann, dass die
zentrale Lage des Bodenflächenelements
mit der Mittellinie des Bands fluchtet.
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Das
Bandwickelverfahren gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung zum Aufwickeln des Bands auf das Bodenflächenelement
einer Spule, die versehen ist mit dem mit Draht bewickelten Bodenflächenelement
und dem Paar Flanschelemente, die sich in radialen Richtungen, ausgehend
von diesem Bodenflächenelement
erstrecken, beinhaltet den Schritt zum Abziehen des Bands vom Bandvorratselement derart,
dass die Spannelemente der Vorlauf-Spannzange das vorlaufende Ende
oder dessen Nahbereich des Bands ergreift; den Schritt des Eintretenlassens
der Spannelemente der Vorlauf-Spannzange zwischen die Flanschelemente
der Spule zum Ankleben des vorderen Endes oder dessen Nahbereichs an
das Bodenflächenelement,
um anschließend
das Band von den Spannelementen der Vorlauf-Spannzange zu lösen; den
Schritt des Abschneidens des Bands mit den Spannelementen der Nachlauf-Spannzange,
während
das Band an einer Stelle ergriffen wird, die in einem vorbestimmten
Abstand vom vorlaufenden Ende des Bands gelegen ist und gleichzeitig
dichter an dem Zuführelement
liegt als die Greifstelle; den Schritt des Annäherns der Nachlauf-Spannzange an die
Spule gemeinsam mit dem Band, dessen nachlaufendes Ende oder dessen End-Nahbereich
von den Spannelementen synchron mit der Drehung der Spule ergriffen
wird; und den Schritt zur Freigabe des Bands, nachdem das Band an
dem Bodenflächenelement
angeklebt worden ist, um die Spannelemente der Nachlauf-Spannzange zwischen
die Flanschelemente der Spule eintreten zu lassen. Daher sind die
Spannelemente in der Lage, sich dem Bodenflächenelement zu nähern (einschließlich des
Zustands, in dem das Drahtelement aufgewickelt ist), während das
vorlaufende und das nachlaufende Ende oder deren Nahbereiche des Bands
ergriffen werden, wodurch ungeordnete Zustände von vorderem und hinterem
Ende des Bands in größtmöglichem
Umfang unterdrückt
werden können
und damit ein schlecht gewickelter Zustand des Bands verhindert
werden kann.
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Wenn
sich die Nachlauf-Spannzange in Richtung der Spule bewegt, während auf
das ergriffene Band eine vorbestimmte Spannung aufgebracht wird,
ist es leicht, eine genauere Wicklung vorzunehmen, indem ein Durchhängen des
Bands vermieden wird.
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Das
Bandwickelverfahren gemäß dem vierten
Aspekt der Erfindung zum Aufwickeln des Bandes auf das Bodenflächenelement
einer Spule, die versehen ist mit einem mit Draht bewickelten Bodenflächenelement
und einem Paar Flanschelemente, die sich in radialen Richtungen
von dem Bodenflächenelement
aus erstrecken, beinhaltet den Schritt zum Abziehen des Bands vom
Bandvorratselement derart, dass die Spannelemente der Vorlauf-Spannzange
das vorlaufende Ende oder dessen Nahbereich ergreifen; den Schritt
des Eintretenlassens der Spannelemente zwischen den Flanschen der
Spule zum Ankleben des vorlaufenden Endes oder dessen Nahbereich
des Bands am Bodenflächenelement, um
anschließend
das Band von den Spannelementen der Vorlauf-Spannzange freizugeben;
den Schritt zur Annäherung
der Spule und des Zuführelements für das Band
zueinander, wobei das Band auf das Bodenflächenelement der Spule dadurch
aufgewickelt wird, dass die Spule eine vorbestimmte Anzahl von Umdrehungen
vollzieht; den Schritt des Eintretenlassens zumindest eines Teils
des Bandvorratselements zwischen das Paar Flanschelemente der Spule
durch Andrücken
des Bands gegen das Bandvorratselement; und den Schritt des Abschneidens des
Bands mit der Schneidkante, deren Breite geringer ist als der Abstand
zwischen den Flanschelementen der Spule zwischen dem Bandvorratselement und
dem Bodenflächenelement
der Spule. Zusätzlich zu
den oben beschriebenen Wirkungsweisen der Erfindung gibt es also
beim Abschneiden des Bands einen kleinen Bereich in der Nähe des nachlaufenden Bandendes,
der von dem Bodenflächenelement
getrennt ist (einschließlich
des Zustands, in welchem der Draht aufgewickelt ist), wodurch ungeordnete
Zustände
des vorlaufenden und nachlaufenden Bandendes weitestgehend verhindert
werden können und
damit ein schlecht aufgewickelter Zustand des Bands unterbunden
werden kann.
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Das
Bandwickelverfahren kann außerdem einen
Schritt zum Abziehen des Bands vom Bandvorratselement durch Drehen
der Spule beinhalten. Selbst wenn ein Bandabzugsbetrag durch die
Vorlauf-Spannzange unzureichend ist, lässt sich das Band soweit abziehen,
bis eine passende Wickelmenge erreicht ist, indem die Spule gedreht
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ist
eine Seitenansicht des Bandwickelgeräts der ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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3 ist
eine Seitenansicht des Bandwickelgeräts der ersten Ausführungsform der
Erfindung;
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4 ist
eine Seitenansicht des Bandwickelgeräts der ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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5 ist
eine Seitenansicht des Bandwickelgeräts der ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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6 ist
eine Seitenansicht des Bandwickelgeräts der ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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7 ist
eine Seitenansicht einer Spanneinheit einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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8 ist
eine Ansicht eines Zustands, in welchem ein Band auf den Umfang
eines auf eine Spule aufgewickelten Drahts gewickelt wird;
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9 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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10 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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11 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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12 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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13 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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14 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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15 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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16 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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17 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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18 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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19 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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20 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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21 ist
eine Seitenansicht eines Bandwickelgeräts einer dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen
der Erfindung werden im folgenden anhand der begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
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1 bis 6 sind
Seitenansichten, die jeweils eine Bandwickelvorrichtung 10 einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung veranschaulichen.
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Bezugnehmend
auf 1, enthält
das Bandwickelgerät
(die Bandwickelvorrichtung) 10 eine Vorlauf-Spannzange 1,
aufgebaut in Form eines Paares von Armen 1a, 1b,
eine Nachlauf-Spannzange (Greifmittel) 2, aufgebaut als
Paar von Armen 2a, 2b, und eine Bandzuführeinheit
oder Vorratseinheit 3.
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Eine
mit einem Draht in fünf
Lagen (die Anzahl der Lagen beträgt
nicht notwendiger Weise fünf) bewickelte
Spule B besitzt ein zylindrisches Element Bc, welches als Bodenflächenelement
mit einer Breite von zum Beispiel 2 mm oder weniger fungiert, und Flanschelemente
Bf an den beiden Enden des Bodenflächenelements, wobei sich die
Flanschelemente in radialen Richtungen erstrecken. Man beachte, dass
Anschlussstifte Bt, an die Enden der (nicht gezeigten) aufgewickelten
Drähte
angebracht sind, entlang dem Außenumfang
des an einer Seite befindlichen Flanschelements Bf ausgebildet sind.
Die Spule B ist von einer nicht dargestellten Antriebseinheit drehbar.
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Die
Vorlauf-Spannzange 1 ist in der Lage, die paarweisen Arme 1a, 1b voneinander
abzurücken und
aneinander anzunähern,
und sie ist in dreidimensionalen Richtungen einschließlich mindestens
der beiden in 2 gezeigten Richtungen bewegbar. Eine
Antriebseinheit für
die Vorlauf-Spannzange 1 ist hier nicht dargestellt.
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Die
Arme 1a, 1b der Vorlauf-Spannzange 1 sind,
wie auf der linken Seite in 1 gezeigt
ist, mit Spannelementen 1c, 1d ausgestattet, deren
Breite geringer ist als die des zylindrischen Elements Bc der Spule
B. Spannflächen 1e, 1f,
die einander gegenüberstehen,
befinden sich an den linken Enden der Spannelemente 1c, 1d.
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Die
Nachlauf-Spannzange 2 ist ebenfalls in der Lage, die paarweisen
Arme 2a, 2b voneinander abzurücken und aneinander anzunähern, und
sie ist in dreidimensionalen Richtungen einschließlich der beiden
in 1 gezeigten zweidimensionalen Richtungen bewegbar.
Auch hier ist eine Antriebseinheit für die Vorlauf-Spannzange 1 nicht
dargestellt.
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Die
Arme 2a, 2b der Spannzange 2 sind, wie auf
der rechten Seite in 1 zu sehen ist, mit Spannelementen 2c, 2d ausgestattet,
deren Breite geringer ist als die des zylindrischen Elements Bc
der Spule B. Einander gegenüberliegende
Spannflächen 2e, 2f befinden
sich an den rechten Enden der Spannelemente. Man beachte, dass der
obere Arm 2a mit einer Schneidkante 2g ausgebildet
ist, die sich auf der Seite der Bandvorratseinheit in der Nähe der Spannfläche 2e nach
unten erstreckt, und dass der untere Arm 2b mit einer Schneidgegenfläche 2h ausgebildet ist,
die der Schneidkante 2g gegenübersteht.
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Die
Zuführ-
oder Vorratseinheit 3 ist mit einem Bandbremsmechanismus
ausgestattet, um die Bewegung des Bands beispielsweise mechanisch
zu blockieren. Der Bandbremsmechanismus beinhaltet eine Funktion
des Verhinderns, dass das Band T unbeabsichtigt abgezogen wird,
wozu auf das Band eine Bremskraft aufgebracht wird, wenn das Band
T geschnitten wird oder das Band T abgezogen wird, indem es von
der Vorlauf-Spannzange 1 ergriffen wird, um das Band T
an der Spule B anzukleben. Der diesbezügliche Aufbau des Mechanismus
ist bekannt, so dass auf eine detaillierte Erläuterung verzichtet wird.
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Als
nächstes
soll die Arbeitsweise dieser Ausführungsform beschrieben werden.
Zu Beginn sei angenommen, dass auf die Spule B bereits die erste Wickellage
W aufgebracht sei und die Arme 2a, 2b der Nachlauf-Spannzange 2 offen
stehen. in dem in 1 gezeigten Zustand wird die
Vorlauf-Spannzange 1 von der nicht dargestellten Antriebseinheit
in Richtung der Vorratseinheit 3 bewegt, um ein vorlaufendes
Ende des von einer Zuführöffnung 3a der
Vorratseinheit 3 vorstehenden Bands T zu ergreifen. Die Breite
des Bands T ist geringfügig
größer als
die Breite des zylindrischen Elements Bc der Spule B, wobei die
Unterseite des Bands T als Klebefläche ausgebildet ist.
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Anschließend werden
gemäß 2 die Arme 1a, 1b der
Vorlauf-Spannzange 1 angehalten, wenn die Arme 1a, 1b voneinander
beabstandet sind, wenn sie gerade an einer Stelle ankommen, an der das
vorlaufende Ende des Bands T aus der Zuführöffnung 3a der Vorratseinheit 3 vorsteht
und in eine Öffnung
zwischen den Armen 1a, 1b eintritt, so dass es
gerade in vertikaler Richtung erfasst werden kann. Dann werden gemäß 3 die
Arme 1a, 1b aneinander angenähert, und das vorlaufende Ende
des Bands T wird von den Spannflächen 1e, 1f der
Spannelemente 1c, 1d erfasst.
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Wie
in 4 gezeigt ist, wird dann die Vorlauf-Spannzange
bezüglich
der Spule B rechts nach oben bewegt, um das Band T zu einer Länge abzuziehen,
die für
den Aufwickelvorgang erforderlich ist, so dass das vorlaufende Ende
des Bands T gehalten bleibt. Danach wird gemäß 5 ein Fingerelement nach
unten bewegt, wobei allerdings die Spannelemente 1c, 1d der
Vorlauf-Spannzange 1 zwischen die Flanschelemente Bf der
Spule B eintreten. In diesem Zustand wird die Band-Klebefläche in der
Nähe des
vorlaufenden Endes des Bands T am Umfang der erstlagigen Wickelung
angeklebt, und die Arme 1a, 1b werden in diesem
angeklebten Zustand voneinander abgerückt, demzufolge der End-Nahbereich des
vorlaufenden Endes Ta des Bands T an der Oberfläche des auf die Spule B aufgewickelten Drahts
W angeklebt ist. Es gibt also einen kleinen abgeschälten oder
abgerückten
Bereich des Bands T auf dessen vorlaufender Endseite, wobei die
Vorlauf-Spannzange derart angetrieben werden kann, dass der Arm 1a oder 1b den
abgehobenen Bereich des Bands T entland dem Wickelumfang berührt.
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Wenn
anschließend
die Arme 2a, 2b der Nachlauf-Spannzange 2 einander
angenähert
werden, um an dem Band T anzugreifen, schneidet die Schneidkante 2g den
erfassten Bereich des Bands T auf der Seite der Vorratseinheit 3 ab,
so dass das nachlaufende Ende des Bands T ergriffen wird. Man beachte,
dass die Breite der Schneidkante 2g genauso groß ist wie
die Breite des Einspannelements 2c, das heißt kleiner
als die Breite des Bands T und folglich das Band T zwar nicht vollständig durch
die Schneidkante 2g abgeschnitten wird, wenn die Nachlauf-Spannzange 2,
die das Band T ergreift, von der Vorratseinheit 3 abgerückt wird,
das Band T aber dennoch einfach entlang einer Schnittlinie abgetrennt werden
kann, die von der Schneidkante 2a gebildet wird. Es sei
angemerkt, dass das Band T in diesem Zustand derart gehalten wird,
dass sein vorlaufendes Ende aus der Zuführöffnung 3a der Vorratseinheit 3 abgezogen
wird (vergleiche 6).
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Wenn
die Spule B aus diesem Zustand heraus in Drehung versetzt wird und
die Nachlauf-Spannzange 2 sich synchron mit dieser Drehung der
Spule B nähert,
so wird das Band T auf den Umfang der Wicklung an der Spule B gewickelt.
Eine erfindungsgemäße Besonderheit
ist die, dass die Spannelemente 2c, 2d der Nachlauf-Spannzange 2 schließlich zwischen
die Flanschelemente Bf der Spule B eintreten. Wenn die Nachlauf-Spannzange 2 ausreichend
eng an die Wicklung W herangeführt wird
und die Arme 2a, 2b in diesem Zustand voneinander
abgerückt
werden, bleibt ein großer
Anteil des nachlaufenden Bandendes des Bands T an der Spule B haften.
Also gibt es nur einen geringen abstehenden Bereich des nachlaufenden
Endes des Bands T, wobei allerdings die Nachlauf-Spannzange 2 derart angetrieben
werden kann, dass ihr unterer Arm 2b (oder ihr oberer Arm 2b)
den abgehobenen Bereich des Bands T nach unten berührt und
entlang dem Umfang der Wicklung führt.
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Anschließend werden
die Spule B und die Nachlauf-Spannzange 2 in die Ausgangspositionen zurückbewegt
(vergleiche 1), wodurch der Bandwickelprozess
abgeschlossen wird. Dann kann das Wickeln der nächsten Lage durchgeführt werden.
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Wie
oben diskutiert wurde, werden bei dieser Ausführungsform die Spannelemente 1c, 1d der
Vorlauf-Spannzange 1 und die Spannelemente 2c, 2d der
Nachlauf-Spannzange 2 schmal
genug ausgebildet, um zwischen die Flanschelemente Bf der Spule B
einzutreten. Folglich können
diese Spannelemente sich dem auf das zylindrische Element Bc aufgewickelten
Draht W annähern,
während
sie das vordere und das hintere Ende des Bands T ergreifen, demzufolge
ungeordnete Zustände
des vorderen und des hinteren Bandendes weitestgehend eingeschränkt werden
können
und deshalb ein schlechter Wicklungszustand des Bands vermieden
werden kann.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht der Spanneinheit einer zweiten Ausführungsform.
Entweder die vordere oder die hintere Spanneinheit nach den 1 bis 6 oder
beide Spanneinheiten können
von diesem Typ von Spanneinheit Gebrauch machen.
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Wie
in 7 gezeigt ist, besitzt ein oberes Spannelement 11a einer
Spanneinheit 11 eine Unterseite in konvexer Ausbildung
(in Form eines Kreisbogens bei Betrachtung von vorn). Andererseits
besitzt entsprechend dieser Ausgestaltung das untere Spannelement 11b der
Spanneinheit 11 eine Oberseite, die eine konkave Gestalt
hat. Wenn also das Band T mit dem oberen Spannelement 11a und
dem unteren Spannelement 11b ergriffen wird, wird das Band
T nach unten in konvexe Form gebracht.
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8 ist
eine Ansicht eines Zustands, in welchem das Band T auf den Umfang
des auf die Spule B aufgewickelten Drahts W gewickelt ist. Wie in 8 gezeigt,
lässt sich,
wenn die Mitte der Spule B mit der Mitte des Bands T fluchtet, der
bevorzugte Wickelzustand hinsichtlich der angestrebten Isolierung
erreichen. Wenn bei der zweiten Ausführungsform das Einspannen des
Bands T mit dem oberen Spannelement 11a und dem unteren
Spannelement 11b geschieht, wird das Band T nach unten
in die konvexe Form gebracht, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt
ist. Deshalb ist es einfach, die Mitte des Bands T mit der Mitte
der Spule B auszurichten, so dass eine geeignete Wicklung zustandegebracht werden
kann.
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9 bis 21 sind
Seitenansichten, die jeweils ein Wickelgerät 30 einer dritten
Ausführungsform
der Erfindung veranschaulichen.
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Nach 9 enthält das Bandwickelgerät (die Bandwickelvorrichtung) 30 eine
Vorlauf-Spannzange 31 aus einem Paar Armen 31a, 31b,
und eine Zuführ- oder
Vorratseinheit (Greifmittel) 32 mit einem Paar Armen 32a, 32b,
und eine Schneidvorrichtung 33.
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Die
mit Draht in fünf
Lagen (die Anzahl der Lagen ist nicht auf fünf beschränkt) gewickelte Spule B besitzt
ein zylindrisches Element Bc als Bodenflächenelement mit einer Breite
von zum Beispiel 2 mm oder weniger, und an den beiden Enden des
Bodenelements angeformten Flanschelementen Bf, die sich in radialen
Richtungen erstrecken. Man beachte, dass die Anschlussstifte Bt,
an die Enden der (nicht gezeigten) aufgewickelten Drähte angebracht
sind, entlang dem Außenumfang
des Flanschelements Bf auf der einen Seite ausgebildet sind. Die
Spule B ist von einer nicht dargestellten Antriebseinheit in Drehung
versetzbar und kann in mindestens zweidimensionalen Richtungen bewegt
werden.
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Die
Vorlauf-Spannzange 31 ist in der Lage, die paarweisen Arme 31a, 31b voneinander
abzurücken
oder aneinander anzunähern,
und sie ist auch in der Lage, in dreidimensionalen Richtungen einschließlich der
mindestens zweidimensionalen Richtungen nach 9 bewegt
zu werden. Eine Antriebseinheit für die Vorlauf-Spannzange 31 ist
hier nicht dargestellt.
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Die
Arme 31a, 31b der Vorlauf-Spannzange 31 sind,
wie links in 9 dargestellt ist, mit Spannelementen 31c, 31d ausgestattet,
die eine geringere Breite haben als das zylindrische Element Bc
der Spule B. Spannflächen 31e, 31f,
die einander gegenüberstehen,
befinden sich an den linken Enden der Spannelemente 31c, 31d.
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Das
mit dem Band T ausgestattete Zuführelement 32 besitzt
paarweise Arme 32a, 32b und ist außerdem in
der Lage, die paarweisen Arme 32a, 32b voneinander
abzurücken
oder aneinander anzunähern,
indem zumindest der untere Arm 32b angetrieben wird. Eine
Antriebseinheit für
das Zuführelement 32 ist
hier ebenfalls nicht dargestellt.
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Die
Arme 32a, 32b des Zuführelements 32 (als
Greifmittel fungierend) sind, wie rechts in 9 gezeigt
ist, mit Spannelementen 32c, 32d einer Breite,
die geringer ist als die des zylindrischen Elements Bc der Spule
B, ausgestattet. Spannflächen 32e, 32f, die
einander gegenüberstehen,
befinden sich an ihren rechten Enden. Eine Schneidkante 33a der Schneidvorrichtung 33 besitzt
eine geringere Breite als zumindest ein Abstand zwischen den Flanschelementen
Bf der Spule B und ist in zumindest Aufwärts-Abwärts-Richtung beweglich. Eine
Erläuterung der
Antriebseinheit für
die Schneidvorrichtung 30 wird hier nicht geliefert.
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Als
nächstes
soll die Arbeitsweise der dritten Ausführungsform beschrieben werden.
Zu Beginn sei angenommen, dass die erstlagige Wicklung W bereits
auf die Spule B aufgewickelt sei und die Arme 32a, 32b des
Vorratselements 32 das Band in einem Zustand halten, in
welchem die Arme geschlossen bleiben. Die Vorlauf-Spannzange 31 wird
aus dem in 9 gezeigten Zustand in Richtung
des Zuführelements 32 mit
Hilfe der nicht dargestellten Antriebseinheit bewegt, um ein vorlaufendes
Ende des Bands T zu ergreifen, welches aus einem Zuführweg 32g des Zuführelements 32 vorsteht.
Die Breite des Bands T ist etwas größer als die Breite des zylindrischen
Elements Bc der Spule B, und die Unterseite des Bands T ist als
Klebfläche
ausgebildet.
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Anschließend werden,
wie in 10 gezeigt ist, die Arme 31a, 31b der
Vorlauf-Spannzange 31 gerade
dann angehalten, wenn sie an einer Stelle ankommen, an der das vorlaufende
Ende des Bands T, das aus dem Zuführweg 32g des Zuführelements 32 vorsteht,
in die Öffnung
zwischen den Armen 31a, 31b weit genug eintritt,
um in vertikaler Richtung ergriffen zu werden. Dann werden die Arme 31a, 31b einander
angenähert,
und das vorlaufende Ende des Bands T wird von den Spannflächen 31e, 31f der Spannelemente 31c, 31d ergriffen.
Danach wird gemäß 11 das
Band T durch Öffnen
der Arme 32a, 32b von dem Zuführelement 32 freigegeben.
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Wie
in 12 gezeigt ist, wird die Vorlauf-Spannzange 31 bezüglich der
Spule B nach rechts und nach oben bewegt, um das Band T um eine
Länge abzuziehen,
die ausreicht zum Aufwickeln in der Weise, dass das vordere Ende
des Bands T ergriffen bleibt. Man beachte, dass das Band T zu einer
Länge abgezogen
wird, die zum Ankleben an der Spule B ausreicht, woraufhin das vorlaufende
Ende oder der Nahbereich des Bands T angeklebt wird und das Band
T durch Drehen der Spule B zusätzlich
abgezogen wird, wodurch sich die Wicklungsmenge einstellen lässt. Dieser
Punkt wird im folgenden noch näher
erläutert.
Danach werden gemäß 13,
nachdem das Band T durch Schließen
der Arme 32a, 32b des Zuführelements 32 ergriffen
wurde, die Vorlauf-Spannzange 31 und das Zuführelement 32 nach
unten bewegt (die Spule B kann auch angehoben werden).
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Außerdem wird
gemäß 14 das
Band T durch Öffnen
der Arme 32a, 32b des Zuführelements 32 freigegeben,
und die Spannelemente 31c, 31d der Vorlauf-Spannzange 31 werden
bewegt, um zwischen die Flanschelemente Bf der Spule B einzutreten.
In diesem Zustand wird die Band-Klebefläche in der Nähe des vorlaufenden
Endes des Bands T am Umfang der ersten Wicklungslage angeklebt,
und die Arme 31a, 31b werden in diesem angeklebten
Zustand (siehe 15) voneinander abgerückt, demzufolge
der Nahbereich des vorlaufenden Endes Ta des Bands T an der Oberfläche des
Drahts W, der auf die Spule B aufgewickelt ist, haften bleibt. Obschon
also nur ein kleiner abstehender Bereich des Bands T auf dessen
Vorlaufende-Seite verbleibt, kann die Vorlauf-Spannzange 1 derart
angetrieben werden, dass der Arm 31a oder 31b den
abstehenden Bereich des Bands T berührt und nach unten entlang
dem Wicklungsumfang drückt.
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Danach
wird gemäß 16 die
Spule B mit einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen bewegt, und
das Zuführelement 32 wird
in Richtung der Spule B bewegt (die Wicklungsmenge lässt sich
auch in der Weise exakt einstellen, dass das Band T mit hoher Drehzahl
der Spule B in einem Zustand rasch abgezogen wird, in welchem das
Zuführelement
B angehalten wird, oder während
das Zuführelement 32 mit
geringer Geschwindigkeit bewegt wird). Wenn dann das Zuführelement 32 und
die Spule B einander angenähert
sind, wie dies in 17 gezeigt ist, sind die Arme 32a, 32b des
Zuführelements 32 ausreichend
weit angenähert,
dass sie das Band T ergreifen können.
Wie in 18 gezeigt ist, werden die Arme 32a, 32b zwischen
die Flanschelemente Bf der Spule B eingeführt. Dabei werden die Arme 32a, 32b, nachdem
sie in Berührung
mit dem Bodenflächenelement
Bc gebracht sind (9) der Spule B gebracht sind,
vorzugsweise etwas nach hinten bewegt, in diesem Zustand befinden
sich die Arme 32a, 32b nahe an der Oberfläche der
auf die Spule B aufgebrachten Wicklung.
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Anschließend wird
gemäß 19 mindestens
die Schneidkante 33a bewegt, um zwischen die Flanschelemente
Bf der Spule B einzutreten, indem die Schneidvorrichtung 33 abgesenkt
wird, und das Band T wird zwischen den Armen 32a, 32b und
der Oberfläche
der Wicklung auf der Spule B abgeschnitten. Die Arme 32a, 32b befinden
sich in der Nähe
der Oberfläche
der Wicklung auf der Spule B, so dass es einen kleinen abstehenden
Bereich des hinteren Endes des Bands T gibt. Das Zuführelement 32 kann
allerdings derart angetrieben werden, dass die Schneidvorrichtung 33 (oder
deren Arm 32a oder 32b) den abgehobenen Bereich
des Bands T berührt und
entlang dem Umfang der Wicklung nach unten drückt. Nach dem Abschneiden des
Bands T wird das Band T in einem Zustand gehalten, in welchem es geringfügig von
der Zuführeinheit 32 absteht
(siehe 21). Durch dieses erfindungsgemäße Merkmal kann
die Vorlauf-Spannzange 31 in einfacher Weise das vorlaufende
Ende des Bands T beim nächsten Vorgang
erfassen.
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Danach
wird gemäß 20 die
Schneidvorrichtung 33 nach oben wegbewegt, und die Vorlauf-Spannzange 31 und
das Zuführelement 32 werden
gemäß 31 nach oben bewegt (oder die Spule B
wird abgesenkt), um dadurch den Bandwickelvorgang abzuschließen. Dann
kann das Wickeln der nächsten
Lage vorgenommen werden.
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Wie
oben diskutiert, besitzen bei der dritten Ausführungsform die Arme 32a, 32b des
Zuführelements 32 und
der Schneidvorrichtung 33 geringe Breiten und können daher
zwischen die Flanschelemente Bf der Spule B eintreten. Wenn das
Band T also geschnitten wird, verbleibt nur ein kurzes Bandsegment,
das nicht an der Oberfläche
des auf das zylindrische Element Bc der Spule B aufgewickelten Drahts
W, so dass ein ungeordneter Zustand des hinteren Endes des Bands
weitestgehend vermieden und damit ein schlechter Wicklungszustand
des Bands unterbunden werden kann.
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Die
Erfindung wurde bisher mittels Ausführungsbeispielen erläutert. Die
Erfindung sollte aber nicht so verstanden werden, dass sie auf die
obigen Ausführungsformen
beschränkt
ist, es können
nämlich
geeignete Abwandlungen und Modifizierungen vorgenommen werden. Beispielsweise
kann der Aufbau der Spannzange bei Ansicht von vorne nicht nur kreisbogenförmig, er
kann auch V-förmig ausgebildet sein.
Weiterhin kann das als Bodenflächenelement der
Spule fungierende zylindrische Element auch andere Formen annehmen,
so zum Beispiel die Form einer elliptischen oder winkelförmigen Säule. Darüber hinaus
kann die Schneidkante auch statt integriert getrennt von der Nachlauf-Spannzange
angeordnet werden.
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Die
Bandwickelvorrichtung gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung wickelt das Band auf das Bodenflächenelement
oder auf die darauf befindliche Wicklung der Spule auf, die das
Bodenflächenelement
bewickelt mit dem Draht und das Paar von Flanschelementen aufweist,
die sich in radialen Richtungen von dem Bodenflächenelement aus erstrecken. Diese
Bandwickelvorrichtung enthält
die Nachlauf-Spannzange mit den Spannelementen, die zwischen die
Flanschelemente der Spule eintreten, während das nachlaufende Ende
oder dessen Nahbereich auf die Spule gewickelt wird. Die Spannelemente
können
sich daher an das Bodenflächenelement annähern (einschließlich des
Zustands, in welchem das Bodenflächenelement
mit dem Draht bewickelt ist), während
sie das nachlaufende Ende oder den End-Nahbereich des Bands erfassen,
wodurch der ungeordnete Zustand des nachlaufenden Bandendes weitestgehend
unterbunden und damit eine fehlerhafte Bewicklung mit dem Band vermieden
werden kann.
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Die
Bandwickelvorrichtung gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung beinhaltet die Spule mit dem Bodenflächenelement,
welches mit dem Draht bewickelt ist, und die paarweisen Flanschelemente, die
sich in radialen Richtungen von dem Bodenflächenelement weg erstrecken,
wobei das Band auf das Bodenflächenelement
gewickelt wird. In diesem Bandwickelgerät besitzen die Spannelemente
der Spannzange zum Ergreifen des Bands eine Konfiguration, bei der
zumindest ein Teil der Fläche,
die dem Bodenflächenelement
der Spule näher
liegt, konvex wird, wenn das Band ergriffen wird. Folglich passt sich
der konvexe Bereich an den entsprechenden Teil des Bodenflächenelements
(einschließlich
des Zustands mit aufgewickeltem Draht) an, wodurch die Wicklung
mit hoher Genauigkeit dadurch vonstatten gehen kann, dass die mittlere
Stelle des Bodenflächenelements
mit der Mittellinie des Bands fluchtet.
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Ein
Bandwickelverfahren gemäß dem dritten Aspekt
der Erfindung, bei dem das Band auf das Bodenflächenelement der Spule gewickelt
wird, die das Bodenflächenelement
bewickelt mit dem Draht und ein Paar Flanschelemente, die sich in
radialen Richtungen von dem Bodenflächenelement weg erstrecken,
enthält,
beinhaltet einen Schritt des Abziehens des Bands von dem Zuführ- oder
Vorratselement für das
Band derart, dass die Spannelemente der Vorlauf-Spannzange das vorlaufende Ende oder
dessen Nahbereich erfassen, einen Schritt des Eintreten-Lassens
der Spannelemente der Vorlauf-Spannzange zwischen die Flanschelemente
der Spule, des Anklebens des vorlaufenden Endes oder dessen Nahbereichs
an dem Bodenflächenelement,
um anschließend
das Band von den Spannelementen der Vorlauf-Spannzange freizugeben,
einen Schnitt des Abschneidens des Bands mit den Spannelementen der
Nachlauf-Spannzange, während
das Band an einer Stelle ergriffen wird, die von dem vorlaufenden Ende
eine vorbestimmte Entfernung hat und näher an dem Zuführelement
als die Greifstelle liegt, einen Schritt des Annäherns der Nachlauf-Spannzange
an die Spule zusammen mit dem Band, dessen Nachlaufende von den
Spannelementen ergriffen wird, synchron mit Drehungen der Spule,
und einen Schritt des Freigebens des Bands nach dem Ankleben des Bands
an das Bodenflächenelement,
indem die Spannelemente der Nachlauf-Spannzange zwischen die Flanschelemente
der Spule eingetreten sind. Die Spannelemente können daher an das Bodenflächenelement
(einschließlich
des Zustands mit aufgewickeltem Draht) angenähert werden, während sie
das vordere und hintere Ende des Bands ergreifen, wodurch ungeordnete
Zustände
am vorlaufenden und hinteren Ende des Bands weitestgehend eingeschränkt und
damit eine fehlerhafte Bewicklung mit dem Band unterbunden werden
kann.
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Ein
Wickelverfahren gemäß dem vierten
Aspekt der Erfindung zum Wickeln des Bands auf das Bodenflächenelement
der Spule, die das Bodenflächenelement
mit einem aufgewickelten Draht und ein Paar Flanschelemente enthält, die
sich in radialen Richtungen ausgehend von dem Bodenflächenelement
erstrecken, beinhaltet einen Schritt des Abziehens des Bands von
dem Zuführelement
für das Band
derart, dass die Spannelemente der Vorlauf-Spannzange das vordere
Ende des Bands ergreifen, einen Schritt des Eintreten-Lassens der Spannelemente
zwischen die Flanschelemente der Spule, das Anklebens des vorlaufenden
Endes oder des Nahbereichs an dem Bodenflächenelement, um anschließend das
Band von den Spannelementen der Vorlauf-Spannzange freizugeben,
einen Schritt des Annäherns
von Spule und Zuführelement
für das Band,
wobei das Band auf das Bodenflächenelement der
Spule gewickelt wird, indem die Spule eine Reihe von Umdrehungen
vollzieht, und einen Schritt des Eintreten-Lassens des Zuführelements
zwischen die paarweisen Flanschelemente der Spule durch Andrücken des
Bands gegen das Zuführelement
für das Band,
und einen Schritt des Abschneidens des Bands mit der Schneidkante,
die eine Breite hat, die kleiner ist als der Abstand zwischen den
Flanschelementen der Spule zwischen dem Zuführelement für das Bands und dem Bodenflächenelement
der Spule. Zusätzlich
zu den bereits beschriebenen Effekten der Erfindung gibt es also
beim Abschneiden des Bands nur einen geringen Bereich in der Nähe des nachlaufenden
Bandendes, der von dem Bodenflächenelement
abgerückt
ist (einschließlich
des Zustands mit aufgewickeltem Draht), wodurch ungeordnete Zustände des
vorlaufenden Bandendes und des nachlaufenden Bandendes weitestgehend
eingeschränkt
und damit ein fehlerhafter Wicklungszustand des Bands vermieden
werden kann.