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Diese Erfindung betrifft ein Spulenfertigungsgerät nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1, welches eine Spule durch Wickeln
eines Drahtes und Bewickeln der Drahtwicklung mit einem Band an
einem Spulenkörper fertigt. Ein solches Spulenfertigungsgerät
ist aus JP-A-2-018915 bekannt.
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Ein weiteres Spulenfertigungsgerät wird in der durch das
Japanische Patentamt veröffentlichten JP-Tokkai Sho 63-280404
geoffenbart.
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Dieses Gerät umfaßt einen Düsenhalter und eine
Bandwickeleinheit, die durch ein Stützteil so gehalten sind, daß sie zur
Bewegung in den drei Raumrichtungen X, Y und Z frei sind. Der
Wickelbetrieb wird ausgeführt durch Drehen eines an einer
Spindel gehaltenen Spulenkörpers, Versorgen desselben mit Draht
von einer durch den Düsenhalter gehaltenen Düse und Anschließen
des Drahtes durch Verschieben der Düse. Dann wird durch
Aktivieren eines Bandwickelgerätes ein Band auf den Spulenkörper
aufgewickelt.
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Wenn Drähte verschiedener Art oder verschiedenen Durchmessers
auf den gleichen Spulenkörper aufzuwickeln sind&sub1; muß der Draht
gewechselt werden. Bei diesem Gerät sind jedoch die
Wickelposition und die Bandbewickelposition gleich, und der Düsenhalter
und der Bandwickelmechanismus werden an dem gleichen Stützteil
gehalten. Wenn versucht wird, einen separaten
Draht-Wechselmechanismus zu installieren, bildet das Bandwickelgerät ein
Hindernis.
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Auch dann, wenn ein Draht-Wechselmechanismus installiert werden
kann, werden däs Wickeln durch die Bandbewicklung und das
Wechseln des Drahtes beidesmal in der gleichen Position ausgeführt.
Diese Betätigungen können deswegen nur nacheinander ausgeführt
werden, und die zum Ausführen des gesamten Vorganges
erforderliche
Zeit ist dementsprechend länger.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist deshalb ein Ziel dieser Erfindung, das Drahtwechseln und
die Bandbewicklung bei einem Spulenherstellgerät so
auszuführen, daß diese Betätigungen einander nicht stören, und den
gesamten Spulenfertigungsvorgang, einschließlich Aufwickeln des
Drahtes auf eine Spule, Bewickeln der Drahtwicklung mit einem
Band und Wechseln des Drahtes wirksam in einem kurzen Zeitraum
ausgeführt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird dieses Ziel erreicht durch eine
Spulenherstellvorrichtung, wie sie im Anspruch 1 definiert ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung
wird eine Vorrichtung zum Herstellen einer Spule geschaffen,
die umfaßt einen zum Drehen eines Spulenkörpers ausgelegten
Revolverkopf mit einer Spindel, eine Wickeleinheit zum
Aufwickeln eines Drahtes auf den sich drehenden Spulenkörper und
eine Bandwickeleinheit zum Bewickeln des auf den Spulenkörper
aufgewickelten Drahtes. Der Revolverkopf ist mit einem
Verschiebemechanismus versehen, welcher die Spindel zwischen der
Wickeleinheit und der Bandwickeleinheit bewegt, und die
Wickeleinheit ist mit einem Wechselmechanismus versehen, der den auf
den Spulenkörper aufzuwickelnden Draht wechselt.
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Vorzugsweise sind die Wickeleinheit und die Bandwickeleinheit
zu beiden Seiten des Revolverkopfes angeordnet, und der
Verschiebemechanismus umfaßt einen Drehbetätiger, welcher den
Revolverkopf um ca. 180º so dreht, daß der Revolverkopf die
Spindel entweder in einer der Wickeleinheit oder einer der
Bandbewickeleinheit zugewendeten Position hält.
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Die Wickeleinheit umfaßt auch vorzugsweise eine Düse zum
Zuführen des Drahtes, eine Düsenstange, an der die Düse
befestigt ist, eine an der Düsenstange vorgesehene Klemme zum
Halten des Drahtendes und einen Düsenverschiebemechanismus zum
Halten der Düsenstange und Bewegen derselben in den drei
Raumrichtungen.
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Der Drahtwechselmechanismus umfaßt auch vorzugsweise ein
Gestell zum Halten einer Vielzahl von Düsenstangen und einen
Verschiebearm zum Überführen der Düsenstange zwischen dem
Gestell und dem Düsen-Verschiebemechanismus.
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Die Einzelheiten wie auch andere Merkmale und Vorteile dieser
Erfindung werden in der übrigen Beschreibung dargelegt und in
den beigefügten Zeichnungen gezeigt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines
Spulenfertigungsgerätes gemäß dieser Erfindung.
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Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Düsenstange,
einer Bandbewickeleinheit, eines Revolverkopfes, eines
Übertragungsmechanismus und eines Förderers gemäß dieser Erfindung.
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Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer
Bandbewikkeleinheit und eines Düsenstangen-Verschiebemechanismus gemäß
dieser Erfindung.
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Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Verschiebemechanismus.
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Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht wesentlicher Teile
der Düsenstange und eines Drahtanschlußgerätes nach dieser
Erfindung.
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Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines
Verschiebemechanismus für das Drahtanschlußgerät nach dieser Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Nach Fig. 1 der Zeichnungen stehen an einem Grundteil 100 zwei
Säulen 9, und zwischen diesen Säulen 9 ist ein Revolverkopf 1
abgestützt
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Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Revolverkopf 1 mit einem an
einer Säule 9 befestigten Drehbetätiger 10 verbunden, und der
Revolverkopf 1 wird gemäß dem Pfeil in Fig. 1 durch Antreiben
des Drehbetätigers 10 um 180º gedreht.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, ist an dem Revolverkopf 1 eine Spindel 2
befestigt. Die Spindel 2 trägt einen zum Aufwickeln eines
Drahtes benutzten Spulenkörper und wird durch einen nicht
gezeigten Motor in dem Revolverkopf 1 gedreht.
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Der durch die Spindel 2 getragene Spulenkörper bewegt sich in
Abhängigkeit von der Drehstellung des Revolverkopfs 1 zwischen
zwei Positionen. In einer Position wird durch die Wickeleinheit
4 das Bewickeln ausgeführt, während in der anderen Position
durch eine Bandbewickeleinheit 3 eine Bandbewicklung ausgeführt
wird.
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Die Bandbewicklungseinheit 3 umfaßt einen Bandhalter 12 und
Bandführungen 13, die an einer Lasche 11 an dem oberen Teil der
Säule 9 befestigt sind, eine Bandklemme 14, welche das Ende des
Bandes unterhalb des Halters 12 und der Führung 13 erfaßt, eine
Walze 15, die das Band an dem Spulenkörper glättet, und einen
Bandschneider 16.
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Die Bandklemme 14, die Walze 15 und der Bandschneider 16 sind
an einer Bandbewicklungs-Plattform 18 befestigt, die durch zwei
Gleitstäbe 17 gehalten ist. Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, werden
die Gteitstäbe 17 durch ein Gleitgrundteil 19 gehalten, das an
dem Grundteil 100 so befestigt ist, daß das Grundteil 19 zur
Bewegung durch Motore 20, 21 und 22 längs Achsen X, Y und Z
frei ist.
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Wenn eine Bandbewicklung ausgeführt wird, wird das von dem
Bandhalter 12 durch die Bandführung 13 vorstehende Bandende
durch die Bandklemme 14 ergriffen, das Gleitgrundteil 19 wird
durch die Motore 20, 21 und 22 so bewegt, daß das Band an dem
Spulenkörper anhaftet, und nach Aufwickeln des Bandes auf den
Außenumfang des Spulenkörpers durch Drehen der Spindel 2 bei
gleichzeitigem Glätten des Bandes auf dem Spulenkörper durch
die Walze 14 wird das Band durch den Bandschneider 16
geschnitten.
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Die Drahtwickeleinheit 4 umfaßt eine Düsenstange 23, an der
eine Düse 24 befestigt ist, ein Drahtanschließgerät 36, ein
Drahtende-Verarbeitungsgerät 45 und ein Drahtklemmgerät 46. Wie
in Fig. 5 gezeigt, ist die Düse 24 an einem Düsenhalter 25
befestigt, der rechtwinklig zu der Düsenstange 23 so vorsteht,
daß die Düse nach unten gerichtet ist. Von der Spitze der Düse
24 aus wird Draht zugeführt, welcher Draht der Düse mit einer
vorgegebenen Spannung von Spannern 58 bis 60 zugeführt wird,
die später beschrieben werden.
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Der Düsenhalter 25 besteht aus einer Klemme 26 mit zwei Platten
26a und 26b, die das Ende des Drahtes an seiner Spitze
ergreifen.
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Die Düsenstange 23 wird an den oberen Enden zweier Gleitstäbe
27 gehalten, die an einem Gleitgrundteil 32 befestigt sind, das
sich zusammen mit dem Gleitgrundteil 19 in der X-, Y- und Z-
Achsenrichtung bewegt. Eine Plattform 28 ist an den oberen
Enden der Gleitstangen 27 befestigt, und eine Stabstütze 30 an
der Plattform 28 so gehalten, daß sie durch einen Drehbetätiger
31 gedreht werden kann. Die beiden Enden der Düsenstange 23
liegen auf dieser Stabstütze 30 so auf, daß sie ergriffen oder
gelöst werden können.
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Die Gleitgrundteile 19 und 32 werden durch den Motor 20 in der
X-Achsenrichtung und durch den Motor 21 in der Y-Achsenrichtung
bewegt. Weiter wird, wie in Fig. 4 gezeigt, das Gleitgrundteil
19 durch einen Kugellauf 33 gestützt, und das Gleitgrundteil 32
durch einen Kugellauf 34. Diese Kugelläufe 33 und 34 sind durch
ein Band 35 miteinander verbunden, und die Gleitgrundteile 19
und 32 werden zusammen in der Z-Richtung nach oben bzw. unten
bewegt durch Antreiben des Bandes 35 mittels des Motors 22.
Zwar bewegen sich hier die Gleitgrundteile 19 und 32
miteinander, doch ist auch ein Aufbau möglich, der sie getrennt zur
Bewegung bringt.
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Das Drahtanschließgerät 37 ist unterhalb des Spulenkörpers in
seiner Wickelposition vorgesehen. Wie in Fig. 5 und 6 gezeigt,
besteht das Drahtanschließgerät 36 aus einem Klemmstift 37, der
zusammen mit einem halbkreisförmigen Bindestift 38 einstückig
aufgebaut und an der Spitze eines Stabes befestigt ist, auf den
eine Drahtabstreifhülse 39 aufgeschraubt ist. Ein kleiner
keilförmiger Spalt ist zwischen dem Klemmstift 39 und der
Spitze des Stabes 40 gebildet, um so den Draht zu halten.
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Der Stab 40 wird durch einen Kasten 41 an der Stützplatte 42
gehalten. Der Kasten 41 nimmt einen Luftbetätiger auf, welcher
den Stab 40 nach oben oder unten bewegt. Die Stützplatte 42 ist
an einem Gleitgrundteil 67 innerhalb eines an der Säule 9
befestigten Halters angebracht, und dieses Grundteil 67 wird durch
einen Motor 43 in X-Achsenrichtung und durch einen Motor 44 in
Y-Achsenrichtung bewegt.
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Die Drahtabstreifhülse 39 hat die Funktion, an dem Außenumfang
des Bindestiftes 38 angebundenen Draht zu entfernen, und wird
durch einen nicht gezeigten Betätiger nach oben bzw. nach unten
über den Stab 40 verschoben.
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Das Drahtende-Verarbeitungsgerät 45 ist an dem Grundteil 100
gehalten. Das Drahtende-Verarbeitungsgerät 45 wird in den X-,
Y- und Z-Achsenrichtungen durch getrennte nicht gezeigte
Verschiebemechanismen gestützt und bewegt, die gleichartig zu den
Gleitgrundteilen 19 und 23 aufgebaut sind. Das Gerät 45
schließt den Draht an einen ersten an dem Flansch des
Spulenkörpers befestigten Klemmenstift zwischen der Düse 24 und dem
Bindestift 38 an und schneidet dann das Drahtende ab.
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Das Drahtklemmgerät 46, das auf das Gleitgrundteil 67 aufgepaßt
ist, hält einen Teil des Drahtes an dem Außenumfang des
Spulenkörpers, um zum Wickelbeginn ein gebogenes Teil herzustellen,
nachdem der Draht an dem ersten Klemmenstift des Spulenkörpers
angeschlossen wurde, und befestigt den Draht nach dem Wickeln
an einem zweiten Klemmenstift, der ebenfalls an dem Flansch des
Spulenkörpers befestigt ist. Ein Bandklebegerät 47 ist
ebenfalls an der Säule 9 oberhalb des Spulenkörpers in seiner
Wickelstellung abgestützt, um diese gebogenen Teile mittels
Bandstücken an dem Außenumfang der Spule zu befestigen.
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Bei dem so beschriebenen Aufbau wird bei Wickelbeginn der Draht
zwischen der Düse 24 und der Klemme 26 durch den Klemmstift 27
und den Stab 40 ergriffen und mehrmals auf den Bindestift 36
gewickelt. Als nächstes bindet das Endenverarbeitungsgerät 45
den Draht zwischen dem Bindestift 38 und der Düse 24 auf den
ersten Klemmenstift des Spulenkörpers und schneidet den Draht
an der Seite des Bindestiftes 38 ab. Von dem ersten
Klemmenstift des Spulenkörpers wird der Draht zum Außenumfang des
Spulenkörpers geführt und der durch das Klemmgerät 46
ausgebildete gebogene Teil wird durch das Bandklebegerät 47 an dem
Spulenkörper angebracht, und die Spindel 2 wird gedreht, wenn
Draht von der Düse 24 zugeführt wird, um so den Draht auf den
Spulenkörper zu wickeln.
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Nachdem das Wickeln beendet ist, wird wiederum ein abgebogener
Teil des Drahtes durch das Klemmgerät 46 und das Bandklebegerät
47 am Außenumfang der sich ergebenden Spule angebracht, und der
Draht wird an dem Bindestift 38 angebunden. Der Draht zwischen
dem gebogenen Teil und dem Bindestift 38 wird dann an dem
zweiten Klemmenstift des Spulenkörpers festgebunden, und sein Ende
an der Seite des Bindestiftes 38 durch das
Endenverarbeitungsgerät 45 abgeschnitten.
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Das an dem Bindestift 38 verbleibende Drahtende wird durch eine
Bewegung der Drahtabstreifhülse 39 nach oben entfernt.
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Ein Drahtwechselmechanismus 5 ist an dem Grundteil 100 an der
Rückseite der Drahtwickeleinheit 4 vorgesehen. Wie in Fig. 1
gezeigt, umfaßt dieser Wechselmechanismus 5 einen Arm 49 mit
zwei Haken 8 zum Greifen der Düsenstange 23, die an der
Plattform 28 von der Rückseite her gehalten ist, und ein Gestell 50,
das eine Vielzahl von Düsenstangen 23 trägt.
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Der Arm 49 wird durch eine an dem Grundteil 100 befestigte
Säule horizontal gestützt und durch einen nicht gezeigten
Luftzylinder dazu gebracht, in der X-Achsenrichtung aus- oder
einzufahren.
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Das Gestell so ist mit einer Vielzahl von Querstücken 54
versehen, die stufenweise an zwei Stangen 53 angebracht sind.
Die Düsenstäbe 23, die nicht in Gebrauch sind, werden an diesen
Querstücken gehalten. Das Gestell 50 wird in der
Z-Achsenrichtung durch einen nicht gezeigten Motor nach oben oder unten
bewegt.
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Verschiedene Drähte sind an Drahtrahmen 55 bis 57 aufbewahrt.
Spanner 58 bis 60 sind zwischen den Rahmen 54 bis 57 und dem
Gestell 50 vorgesehen, um die von den Rahmen zu den Düsenstäben
23 zugelieferten Drahtstücke unter einer vorgegebenen Spannung
zu halten.
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Das Wechseln des auf den Spulenkörper aufgewickelten Drahtes
wird ausgeführt durch den Mechanismus 5, der die Düsenstäbe 23
auswechselt. In einem solchen Fall wird der Arm 49 durch einen
Leerraum in dem Gestell 50 so zu dem Revolverkopf 1 hin
vorgeschoben, daß er mittels der Haken 48 einen an der Plattform
28 getragenen Düsenstab 23 greift. Als nächstes wird der
Luftzylinder 29 gelöst und nach Absenken der Gleitstäbe 27 wird
der Arm 49 so eingezogen, daß er den Düsenstab 23 an einem
Querstück des Gestells 50 ablegt. Die Haken 48 werden dann
gelöst und der Arm 49 wird weiter zurückgezogen. Dadurch wird
das Ablegen des Düsenstabs 23 abgeschlossen.
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Als nächstes wird das Gestell 50 in der Z-Achsenrichtung so
weit nach oben oder unten bewegt, bis eine Düsenstange 23, die
eingesetzt werden soll, sich in der gleichen Höhe wie der Arm
49 befindet. Der Arm 49 fährt aus, um diese Düsenstange 23 mit
den Haken 48 zu greifen, und der Arm 49 wird weiter
ausgefahren, um so den Stab 23 über die Plattform 28 zu tragen. Die
Gleitstäbe 27 werden dann angehoben, so daß der Stab 23 auf der
Plattform 28 abgelegt wird, und der Stab wird durch den
Luftzylinder 29 an die Plattform 28 angelegt.
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Das Wechseln von Düsenstäben 23 wird auf diese Weise
fertiggestellt. Darüberhinaus wird durch Umkehren der Position des
Revolverkopfes 1 das Bandbewickeln des Spulenkörpers
ausgeführt, während der Wechselbetrieb vorangeht.
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Ein Übertragungsmechanismus 6, welcher Spulenkörper
auswechselt, ist an der Seite der Bandbewicklungseinheit 3 gegenüber
dem Revolverkopf 1 installiert. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt
der Übertragungsmechanismus 6 einen Förderer 8, der mit
Paletten 7 versehen ist, die sich in der Y-Richtung bewegen, und
einer Aufnahmeplattform 63, welche den Spulenkörper zwischen
dem Revolverkopf 1 und den Paletten 7 überträgt.
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Die Aufnahmeplattform 23 ist an einer Lasche 61 befestigt, die
sich an dem Grundteil 100 in der X-Richtung bewegt und ist so
hergestellt, daß sie um eine Achse 63A mittels eines
Drehbetätigers 63 um 180º geschwenkt wird. Klemmen 65, welche an dem
Spulenkörper ausgebildete Halterungen 64 ergreifen, sind an
beiden Seiten der Aufnahmeplattform 63 vorgesehen.
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Die Aufnahmeplattform 63 greift die Halterung 64 an einem neuen
Spulenkörper, der durch die Paletten 7 des Förderers 8 mittels
der Klemmen 65 gehalten wird, und bewegt ihn nach Schwenken zu
dem Revolverkopf 1, um so den Spulenkörper auf die Spindel 2 zu
stecken. Auch die Halterungen 64 an einem vorher auf die
Spindel 2 aufgesteckten Spulenkörper werden durch die Klemmen
65 ergriffen und der Spulenkörper von der Spindel 2 abgenommen
und dann zu den Paletten 7 überführt.
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Aus der vorangehenden Beschreibung ist zu ersehen, daß dieses
Spulenfertigungsgerät die folgenden Vorteile aufweist.
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Die Bandbewicklungseinheit 3 ist in einer anderen Position als
die Wickeleinheit 4, und so ist ausreichend Arbeitsraum für
beide Einheiten gegeben, und der Draht kann ohne Behinderung
durch die Bandbewicklungseinheit 3 gewechselt werden. Das
Wechseln des Drahtes kann so automatisiert werden, und das
System kann ohne weiteres an eine Vielzahl von
unterschiedlichen Bewicklungsvorgängen angepaßt werden.
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Weiter werden die Bandbewicklung und das Wechseln des Drahtes
gleichzeitig ausgeführt, so daß die Arbeitszeit beträchtlich
verkürzt werden kann.
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Dadurch, daß die Klemme 26 an der Spitze des Düsenhalters 25
vorgesehen ist, wird das Drahtende in der Nachbarschaft der
Düse 24 mittels eines einfachen Aufbaus ergriffen. Der
Düsenstab 23 bewegt sich deshalb zusammen mit dem Drahtende und das
Wechseln oder Ablegen des Düsenstabes wird ermöglicht.
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Weiter kann durch Ergreifen des Drahtes in dem keilförmigen
Spalt zwischen dem an dem Anbindestift 38 vorgesehenen
Klemmstift 37 und der Stange 40 der Draht leicht an dem Anbindestift
38 befestigt werden, und es wird verhindert, daß der
angebundene Draht von dem Anbindestift 38 abfällt, wenn sich die Düse 24
bewegt.
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Bewickeln mit unterschiedlichen Drahtarten kann so mit
Bandbewicklung in irgendeiner gewünschten Kombination von Vorgängen
kombiniert werden. Das ist geeignet für ein
Spulenherstellgerät, das für kleine Mengen unterschiedlicher Produkte
eingesetzt werden soll.
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Bei dem vorstehenden Beispiel dreht sich der Revolverkopf 1 zum
Bewegen der Spindel 2, jedoch ist auch ein solcher Aufbau
üblich, bei dem sich der Revolverkopf 1 nach vorne, nach hinten
oder nach der Seite so bewegt, daß die Spindel 2 zwischen der
Wicklungseinheit 4 und der Bandbewicklungseinheit 3 bewegt
wird.
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Die vorstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungen ist zum
Zwecke der Darstellung dieser Erfindung gegeben und soll diese
nicht begrenzen oder beeinträchtigen.