DE69823999T2

DE69823999T2 - Spulenwickelvorrichtung und spulenwickelverfahren

Info

Publication number: DE69823999T2
Application number: DE69823999T
Authority: DE
Inventors: Kaoru Iino-machi NOJI
Original assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Current assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-03-25
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2018-03-26
Also published as: EP0992043B1; EP0992043B9; JP2001500673A; WO1999049482A1; JP3345024B2; DE69823999D1; EP0992043A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spulenwickelvorrichtung zum Wickeln eines Drahtes, und insbesondere zum Wickeln eines rechteckigen Banddrahtes in einer vertikalen Art, sowie auf ein Spulenwickelverfahren dafür.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
In der japanischen Patentanmeldung (Erstveröffentlichung) Nr. Hei-475303 wird eine Spulenwickelvorrichtung zum vertikalen Wickeln eines bandartigen rechteckigen Drahtes mit einem rechteckigen Querschnitt offenbart. Diese Spulenwickelvorrichtung umfasst ein Rotationsachsenelement, das eine der schmalen Oberflächen des rechteckigen Banddrahts berührt; eine zylindrische Hülse, die eine der breiten Oberflächen des rechteckigen Banddrahts auf der Kantenfläche (der Tragfläche) davon berührt, während er durch dieses sich drehende Element eingefügt wird; und eine Druckrolle um Druck auf die andere schmale Oberfläche des rechteckigen Banddrahts auszuüben, so dass der rechteckige Banddraht zwischen der oben angeführten Hülse und der Druckrolle gehalten wird, und mittels der gesteuerten Drehung der oben angeführten Druckrolle und Hülse wird der rechteckige Banddraht nach und nach um das Rotationsachsenelement gewickelt. Durch diese Spulenwickelvorrichtung wird der rechteckige Banddraht vertikal gewickelt und es ist dadurch möglich eine relativ dünne Spule auszubilden.
Die mittels der oben erwähnten Spulenwickelvorrichtung gewickelte Spule ist eine Spule, bei der die breiteren Oberflächen des rechteckigen Banddrahts einander gegenüber liegen. Bei dieser Art von Spulen kann es jedoch nach dem Wickeln zum Zurückspringen des rechteckigen Banddrahts kommen, wodurch sich die Abstände zwischen den Wicklungen des rechteckigen Banddrahts (die Abstände, die parallel zur Mittelachse der Spule sind) vergrößern und die Dicke der Spule zunimmt. Anders gesagt besteht bei einer Spule, die mittels dieser Art von herkömmlicher Wickel vorrichtung gewickelt worden ist, das Problem, dass es, da die Spule in der axialen Richtung zwischen jeder der Wicklungen Abstände aufweist, nicht möglich ist, die Dicke der Spule ausreichend zu verringern. Diese Art von Problem in Zusammenhang mit der Spule stellt ein äußerst wichtiges Problem auf dem Gebiet der elektronischen Vorrichtungen dar, bei denen der dringende Bedarf nach einer Dickenverringerung und einer Verkleinerung besteht. Zudem besteht bei der oben erwähnten herkömmlichen Spule nach dem Wickeln auch das Problem, dass der Durchmesser der Wicklung aufgrund des Zurückspringens zunimmt.
Bei der herkömmlichen Spulenwickelvorrichtung bleiben beide Endabschnitte der Spule ungewickelt in einem geraden Zustand, weshalb es, je nach Bedarf, notwendig sein kann, diese geraden Abschnitte während der Nachbearbeitung abzuschneiden. In anderen Worten tritt bei der Verwendung einer herkömmlichen Spulenwickelvorrichtung, da ein separater Schritt notwendig ist, um den vorderen Abschnitt der Spule abzuschneiden sowie um den hinteren Abschnitt der Spule abzuschneiden, das Problem erhöhter Kosten aufgrund der Tatsache auf, dass bei der Herstellung der Spule zahlreiche Schritte notwendig sind.
Ein weiteres Beispiel einer Spulenwickelvorrichtung ist in der US-A-5174013 zu finden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein erstes Ziel der Erfindung ist es, eine Spulenwickelvorrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Spulenwickelverfahren nach Anspruch 6 bereitzustellen, mit denen es möglich ist, eine Verkleinerung und einer Verringerung in der Spulendicke zu verwirklichen.
Durch Verwendung dieser Art von Verfahren nach Anspruch 6 ist es möglich, da der Draht während dem Wickeln plastisch verformt wird, das Zurückspringen, das nach dem Wickeln des Drahts auftritt, und folglich auch die größten Veränderungen in der Gestalt der Spule zu unterdrücken.
Wenn beispielsweise ein rechteckiger Banddraht als Draht verwendet wird und das Wickeln des rechteckigen Banddrahts vertikal erfolgt, dann ist es, da das Zurückspringen der Spule unterdrückt werden kann, möglich, die Dicke der Spulengestalt zu verringern. Zudem kann, da es möglich ist, Zunahmen im Durchmesser der Spule zu unterdrücken, die Spule verkleinert werden. Folglich ist die Möglichkeit gegeben, eine Spule herzustellen, die sich zur Verwendung in elektronischen Vorrichtungen eignet, bei denen ein dringender Bedarf an einer Verkleinerung und einer Dickenverringerung besteht.
KURZBESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur einer Spulenwickelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Struktur der Wickelwerkzeuge der Spulenwickelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3A ist eine Draufsicht, die die detaillierte Struktur der Wickelwerkzeuge der Spulenwickelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3B ist eine Seitenansicht, die die detaillierte Struktur der Wicklungswerkzeuge der Spulenwickelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3C ist eine Seitenansicht, die die detaillierte Struktur der Wickelwerkzeuge der Spulenwickelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine perspektivische Darstellung, die die Lagebeziehung des rechteckigen Banddrahts und der Wickelwerkzeuge zu Beginn des Wickelns gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein erstes Ablaufdiagramm, das den Wickelvorgang gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein zweites Ablaufdiagramm, das den Wickelvorgang gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein drittes Ablaufdiagramm, das den Wickelvorgang gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist ein viertes Ablaufdiagramm, das den Wickelvorgang gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist eine Vorderansicht, die den rechteckigen Banddraht in gewickeltem Zustand gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Spule, die mittels einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gewickelt worden ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erklärt.
Zuerst wird bezugnehmend auf 1 die Gesamtstruktur der Spulenwickelvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. In dieser Figur stellt das Bezugszeichen 1 eine rechteckige Plattform dar, die z. B. in Längsrichtung entlang der Richtung der X-Achse angeordnet ist. Auf dieser Plattform 1 sind ein L-förmiges Basiselement 2, das flach und rechteckig ist und in Längsrichtung entlang der X-Achse angeordnet ist, und an dessen Endabschnitt ein stehender Abschnitt 2a entlang der Z-Achse nach oben ragt; ein beweglicher Tragkörper 4, der mittels einer Schiene 3, die in einem Abstand vom oben angeführten Basiselement 2 angeordnet ist, entlang der X-Achse bewegt werden kann; ein Zylinder 5 zum Bewegen des oben erwähnten beweglichen Tragkörpers 4 entlang der X-Achse; und ein Führungsdraht 6 bereitgestellt, um den rechteckigen Banddraht A in einer frei gleitbaren Art zu halten.
Auf der Deckfläche des oben erwähnte Basiselements 2 ist ein L-förmiges Hilfsbasiselement 8 bereitgestellt, das sich über eine Schiene 7 entlang der X-Achse bewegt; und ein Zylinder 9, der das Hilfsbasiselement 8 entlang der X-Achse bewegt, ist auf dem stehenden Element 2a angeordnet. Das oben angeführte Hilfsbasiselement 8 ist auf dieselbe Art wie das oben erwähnte Basiselement 2 ausgebildet und besitzt einen stehenden Abschnitt 8a, der durch die Spitze der Stange des Zylinders 9 befestigt ist. Auf dem Hilfsbasiselement 8 ist ein Kopfelement 10 bereitgestellt, das sich über die Schiene 9A entlang der X-Achse bewegt. Zudem ist ein Druck ausübender Zylinder 11 zum Bewegen des Kopfelements 10 entlang der X-Achse einer Halterung 12 befestigt.
Zusätzlich ist auf dem Hilfsbasiselement 8 ein Kernwickelvorrichtungs-Längszufuhrzylinder 8b bereitgestellt. Ein stangenförmiges Wicklungskernelement 13 ist über ein Kopplungselement 14 an der Spitze der Stange dieses Kernwickelvorrichtungs-Längszufuhrzylinders 8b befestigt. Das Kopplungselement 14 dient dazu, das Wicklungskernelement 13 auf drehbare Art mit dem Kernwickelvorrichtungs-Längszufuhrzylinder 8b zu verbinden. Das oben erwähnte Wicklungskernelement 13 befindet sich in der Mitte der X-Achse, verläuft durch das oben erwähnte Kopfelement 10 und wird mittels dem Wicklungskern-Längszufuhrzylinder 8b entlang der X-Achse, in anderen Worten entlang der Mittelachse, bewegt.
Das Kopfelement 10 besitzt eine Drehwerkzeug-Halterungsvorrichtung 15, durch die das oben angeführte Wicklungskernelement 13 verläuft und die das oben erwähnte Wicklungskernelement 13 drehbar lagert, sowie einen Spindelmotor 16 zum Drehen der oben erwähnten Drehwerkzeug-Halterungsvorrichtung 15, und einen sich öffnenden und schließenden Einspannzylinder 17, so dass ein Drehwerkzeug R angebracht werden kann. Genauer gesagt verläuft das oben angeführte Wicklungskernelement 13 entlang des Drehmittelpunkts des Drehwerkzeugs R durch das Drehwerkzeug R. Die Drehwerkzeug-Halterungsvorrichtung 15 umfasst einen zylindrischen Drehhalterungskörper 18 und ein Spannfutter 19, das eine hohle Zylindergestalt aufweist und an der Endfläche (Rückfläche) des oben erwähnten Drehhalterungskörpers 18 bereitgestellt ist. Der Drehhalterungskörper 18 dient dazu, das oben angeführte Drehwerkzeug R zu lagern und ist über einen Riemen 20 mit der Riemenscheibe 16a verbunden, die auf der Achse des Spindelmotors 16 angebracht ist. Dieser Drehhalterungskörper 18 dreht das Drehwerkzeug R aufgrund der Antriebsdrehung des Spindelmotors 16.
Das Spannfutter 19 dient zum Verbinden/Trennen des Wicklungskernelements 13 mit/von dem Drehhalterungselement 18 und auf dessen Umfangsfläche sind eine Vielzahl von Keilen entlang der X-Achse ausgebildet. Das Spannfutter 19 verbindet/trennt das Wicklungskernelement 13 und den Drehhalterungskörper 18 durch die Bewegung des ringförmigen Verbindungselements 22 in Richtung der X-Achse entlang der Keile durch das längliche Haltewerkzeug 21 auf der Spitze der Stange des sich öffnenden und schließenden Einspannzylinders 17 angebracht. In der in dieser Figur dargestellten Situation wird, wenn sich das Verbindungselement 22 in eine positive Richtung entlang der X-Achse bewegt, das Wicklungskernelement 13 mit dem Drehhalterungskörper 18 verbunden, und wenn sich das Verbindungselement 22 in eine negative Richtung entlang der X-Achse bewegt, das Wicklungskernelement 13 vom Drehhalterungskörper 18 getrennt.
Zudem dient der bewegliche Halterungskörper 4 dazu, ein zylindrisch geformtes feststehendes Werkzeug S so zu halten, dass die Endfläche (Vorderfläche) des feststehenden Werkzeugs S gegenüber der Endfläche (Vorderfläche) des oben erwähnten Drehwerkzeugs R angeordnet ist, und der bewegliche Halterungskörper 4 umfasst einen Druck ausübenden Zylinder 23 zum Ausüben eines Drucks auf das feststehende Werkzeug S entlang der negativen Richtung der X-Achse. Das feststehende Werkzeug S ist so auf dem beweglichen Halterungskörper 4 befestigt, dass es mittels einer Feder 24 entlang der X-Achse bewegt werden kann. Die Spitze der Stange des Druck ausübenden Zylinders 23 ist mittels einer Halterung 25 auf der Endfläche (Rückfläche) des feststehenden Werkzeugs S angebracht, und durch die Betätigung des Druck ausübenden Zylinders 23 wird das feststehende Werkzeug S in eine negative Richtung entlang der X-Achse gedrückt. Zudem verläuft ein zylindrisch geformtes mittiges Werkzeug Sa durch die Mitte des Welle des feststehenden Werkzeugs S. Das mittige Werkzeug Sa ist so gelagert, dass die Endfläche (Rückfläche) des mittigen Werkzeugs Sa am beweglichen Halterungskörper 4 befestigt ist und das andere Ende (das vordere Ende) des mittigen Werk zeugs so angeordnet ist, dass es dem oben erwähnten Wicklungskernelement 13 gegenüberliegt.
Hierin ist der oben angeführte rechteckige Banddraht A ein flacher Draht und sein Querschnitt umfasst eine schmale Oberfläche a1 und eine breite Oberfläche a2. Diese Art von rechteckigem Banddraht A wird von der Drahtzufuhrvorrichtung 26 zugeführt und durch eine Drahtführung 6 getragen, so dass der rechteckige Banddraht A zwischen dem oben erwähnten Drehwerkzeug R und dem feststehenden Werkzeug S eingeschoben wird, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Darüber hinaus bilden das vorstehend erwähnte Drehwerkzeug R und das feststehende Werkzeug S zusammen das Drahtwicklungswerkzeug.
Als nächstes wird die detaillierte Struktur des oben angeführten Drehwerkzeugs R, des feststehenden Werkzeugs S und des mittigen Werkzeugs Sa mit Verweis auf die 2 bis 4 erläutert.
Das mittige Werkzeug Sa umfasst einen röhrenförmigen Hauptkörper s1, eine Wicklungskern-Einführöffnung s3, die eine in der Mitte der Vorderfläche s2 des oben erwähnten Hauptkörpers s1 ausgebildete Öffnung darstellt und in die das vordere Ende des zylindrisch geformten Wicklungskernelements 13 eingeführt wird, sowie einen Schutzabschnitt s5, der in der Umfangsfläche s4 des Hauptkörpers s1 ausgebildet ist und sich von der oben erwähnten Vorderfläche s2 entlang Achsenlinie L bis zu einer fixen Länge erstreckt. Auf diesem Schutzabschnitt s5 ist eine Oberfläche s7 (Führungsfläche), die sich von der Vorderfläche s2 zum Kantenabschnitt s6 erstreckt, so ausgebildet, dass sie in Bezug auf die Vorderfläche s2 in Richtung der Rückfläche s8 des Hauptkörpers s1 leicht geneigt ist. Zusätzlich ist die Breite dieser Führungsfläche s7 und der oben erwähnten Vorderfläche s2 so gewählt, dass sie etwas größer ist als die Breite b der breiten Oberfläche a2 des oben angeführten rechteckigen Banddrahts A.
Das feststehende Werkzeug S ist so ausgebildet, dass ein mittiges Werkzeug Sa mit der obenstehend beschriebenen Struktur in dieses eingeführt werden kann, und das feststehende Werkzeug S ist z. B. so ausgebildet, dass es einen zylindrischen Hauptkörper 9, eine Wicklungsgehäuseöffnung s10, die in der Mitte des oben erwähnten Hauptkörpers s9 entlang der Achsenlinie L geformt ist und in die das mittige Werkzeug Sa eingeführt werden kann, und ein Drahteinführfenster s13 aufweist, das eine vorbestimmte Tiefe hat und in einer der Vorderfläche s11 des Hauptkörpers s9 und dem oben erwähnten Schutzabschnitt s5 übereinstimmenden Position entlang der Achsenlinie L und sich von der Umfangsfläche s12 des Hauptkörpers s9 zur Fenstergehäuseöffnung s10 erstreckend ausgebildet ist.
Weiters ist die Vorderfläche s11 des feststehenden Werkzeugs S (die Oberfläche, die dem Drehwerkzeug R gegenüberliegt) keine einfache flache Oberfläche, sondern besitzt die folgende Gestalt. Bei der ringförmigen Vorderfläche s11 ist insbesondere ein Segmentabschnitt s14 mit einem fixen Winkel vom Drahteinführfenster s13 mit der in den Figuren gezeigten Achsenlinie L als Mittelpunkt ausgebildet, und dieser Segmentabschnitt s14 ist so geformt, dass er in Bezug auf die Achsenlinie L orthogonal ist. Der andere Oberflächenabschnitt s15 der Vorderfläche s11, der kein Teil des Segmentabschnitts s14 ist, ist so ausgebildet, dass er in Bezug auf den Segmentabschnitt s14 in die durch den Pfeil k1 angezeigte Richtung gleichmäßig und kontinuierlich zurückweicht. Anders gesagt liegt am Kantenabschnitt s16 des Segmentoberflächenabschnitts s14 eine Stufe s17 mit einer fixen Tiefe vor.
In Bezug auf das feststehende Werkzeug S mit der oben angeführten Gestalt weist das Drehwerkzeug R die folgende Gestalt auf. Das Drehwerkzeug R umfasst insbesondere z. B. einen zylindrisch geformten Hauptkörper r1, eine Einführöffnung r2, die in der Mitte des oben erwähnten Hauptkörpers r1 entlang der Achsenlinie L ausgebildet ist und durch die das oben angeführte Wicklungskernelement 13 verläuft, sowie eine Führungsrille r4, die in der Vorderfläche r3 (die Oberfläche, die dem feststehenden Werkzeug S gegenüberliegt) des Hauptkörpers r1 ausgebildet ist. Das vordere Ende des rechteckigen Banddrahts A tritt in die Führungsrille r4 ein, so dass die schmale Oberfläche a1 des rechteckigen Banddrahts A mit der Umfangsfläche des Wicklungskernelements 13 in Kontakt kommt (d. h. in einem vertikalen Zustand). Zudem ist die Führungsrille r4, wie in 3A gezeigt ist, in der Vorderfläche r3 ausgebildet und geneigt, so dass die Tiefe in einem konstanten Ausmaß von der Spitze der oben erwähnten Einführöffnung r2 zur Außenumfangsfläche r5 des Hauptkörpers r1 zunimmt. Weiters ist die Tiefe der Führungsrille r4 an der Außenumfangsfläche r5 etwas größer gestaltet als die Breite der schmalen Oberfläche a1 des rechteckigen Banddrahts A.
Die Vorderfläche r3 des oben erwähnten Drehwerkzeugs R ist ebenfalls keine einfache flache Oberfläche. Ein Segmentabschnitt r6 ist mit einem feststehenden Winkel von der Führungsrille r4 mit der Achsenlinie L als Mittelpunkt ausgebildet, und dieser Segmentabschnitt r6 ist so ausgebildet, dass er in Bezug auf die Achsenlinie L orthogonal ist. Die andere Oberfläche r7 der Vorderfläche r3, die kein Teil des Segmentabschnitts r6 ist, ist so ausgebildet, dass sie in Bezug auf den Segmentabschnitt r6 in die durch den Pfeil k2 angezeigte Richtung gleichmäßig und konstant zurückweicht. Anders gesagt liegt im Kantenabschnitt r8 des Segmentabschnitts r6 ein Stufe r9 vor, die dieselbe Tiefe aufweist, wie die oben erwähnte Stufe s17. In anderen Worten kann die Vorderfläche r3 des Drehwerkzeugs R mit der Oberfläche der Vorderfläche s11 des oben erwähnten feststehenden Werkzeugs S in Kontakt gebracht werden, wobei sich der rechteckige Banddraht A in einer Sandwichanordnung zwischen diesen befindet.
Wie in 4 gezeigt wird, halten das Drehwerkzeug R und das feststehende Werkzeug S, das auf die obenstehend angeführte Weise ausgebildet ist, den rechteckigen Banddraht A vertikal auf der Umfangsfläche des Wicklungskernelements 13, indem die Vorderflächen s11 und r3 in einen Zustand gebracht werden, in dem sie sich gegenseitig berühren, so dass der rechteckige Banddraht A zwischen diesen gehalten und vom Drahteinführfenster s13 entlang der Führungsrille r4 geführt wird. In diesem Zustand berührt die Vorderfläche s2 des mittigen Werkzeugs Sa und die vordere Oberfläche s7 eine der breiten Oberflächen a2 des rechteckigen Banddrahts A.
Im Obenstehenden ist die Struktur der Spulenwickelvorrichtung der vorliegenden Erfindung erklärt. Die Zylinder 5 und 9, die als Antriebsmittel dienen, der Wicklungs- Längszufuhrzylinder 8b, die Druck ausübenden Zylinder 11 und 23, der sich öffnende und schließende Einspannzylinder 17 und der Spindelmotor 16 werden durch eine Steuerungsvorrichtung gesteuert und angetrieben, die in den Figuren nicht dargestellt ist. Zudem wird die Zufuhr an rechteckigem Banddraht A durch die Drahtzufuhrvorrichtung 26 angepasst.
Als nächstes wird ein Spulenwickelverfahren mit Verweis auf die 1 bis 10 erläutert, das die oben erwähnte Spulenwickelvorrichtung verwendet.
Bei der vorliegenden Spulenwickelvorrichtung wird zuerst ein rechteckiger Banddraht A, wie in 1 gezeigt ist, mittels der Drahtführung 6, die den rechteckigen Banddraht A so hält, dass der Draht in Richtung der Y-Achse frei gleiten kann, in einer fixen Position entlang der X-Achse gehalten. In diesem Zustand werden das Drehwerkzeug R und das feststehende Werkzeug S durch die Betätigung der Zylinder 5 und 9 so bewegt, dass sie den rechteckigen Banddraht A von beiden Seiten halten.
Genauer gesagt wird der bewegliche Halterungskörper 4 durch die Betätigung des Zylinders 5 entlang der Schiene 3 in eine negative Richtung entlang der X-Achse bewegt, wodurch ein Abschnitt (der Abschnitt, der der Führungsrille r4 gegenüberliegt) der Vorderfläche s11 des feststehenden Werkzeugs S und die Führungsfläche s7 des mittigen Werkzeugs Sa eine der breiten Oberflächen a2 des rechteckigen Banddrahts A berühren. Durch die Betätigung des Zylinders 9 wird zudem das Hilfsbasiselement 8 entlang der Schiene 7 in eine positive Richtung entlang der X-Achse bewegt, und zusammen mit der Betätigung des Wicklungskern-Längszufuhrzylinders 8b wird das vordere Ende des Wicklungskernelements 13 in die Wicklungskerneinführöffnung s3 eingeführt und das vordere Ende des rechteckigen Banddrahts A in die Führungsrille r4 eingepasst, und die Bodenfläche der Führungsrille r4 und ein Abschnitt (der Abschnitt, der der Führungsfläche s7 des mittigen Werkzeugs Sa gegenüberliegt) der Vorderfläche r3 des Drehwerkzeugs R wird mit der anderen der breiten Oberflächen a2 des rechteckigen Banddrahts A in Kontakt gebracht.
In diesem Zustand, in dem der rechteckige Banddraht A durch das feststehende Werkzeug S, das mittige Werkzeug Sa und das Drehwerkzeug R gehalten wird, wird das vordere Ende des rechteckigen Banddrahts A in Bezug auf die Achsenlinie L in Richtung des Drehwerkzeugs R leicht geneigt, da die oben erwähnte vordere Oberfläche s7 eine Neigung aufweist und die Neigung in der Führungsrille r4 ein konstantes Ausmaß aufweist. Zusätzlich befindet sich der rechteckige Banddraht A hierbei in einem Zustand, in dem er in Bezug auf die oben angeführten verschiedenen Oberflächen (Kontaktflächen), mit denen er in Kontakt ist, frei gleiten kann.
In diesem Zustand wird als nächstes jede der breiten Oberflächen a2 des rechteckigen Banddrahts A durch Betätigung der Druck ausübenden Zylinder 11 und 23 von den oben erwähnten Kontaktflächen mit einem konstanten Kontaktdruck gedrückt. Der obenstehend angeführte Kontaktdruck ist ein Druck in einer Richtung, die orthogonal zur Längsrichtung (die Richtung der Wicklung) des rechteckigen Banddrahts A ist und in Bezug auf den rechteckigen Banddraht A als Quer-Druck wirkt. Dieser Quer-Druck (Kontaktdruck) ist in Übereinstimmung mit der Art an rechteckigem Banddraht A eingestellt und liegt bei einem Druck, der die Elastizitätsgrenze des rechteckigen Banddrahts A leicht übersteigt, anders gesagt bei einem Druck, der den rechteckigen Banddraht A plastisch verformen kann.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Zustand (die Anfangsposition des Wickelvorgangs) darstellt, in dem der Quer-Druck auf die oben erwähnte Art und Weise an den rechteckigen Banddraht A angelegt wird. In diesem Zustand wird das Rotationswerkzeug R durch die Betätigung des Spindelmotors 16 im Uhrzeigersinn gedreht. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zufuhr an rechteckigem Banddraht A durch die Drahtzufuhrvorrichtung 26 verhindert, wodurch, wie in 6 gezeigt wird, das vordere Ende des rechteckigen Banddrahts A – in anderen Worten der Abschnitt, der in der Führungsrille r4 gehalten wird – in Übereinstimmung mit der Drehung des Drehwerkzeugs R um die Umfangsfläche des Wicklungskernelements 13 gewickelt wird. Da sich das vordere Ende des rechteckigen Banddrahts A in der Führungsrille r4 befindet und der Segmentabschnitt r6 in die positive Richtung der X-Achse weiter vorragt als die Führungsrille r4, ist die Drehung zuverlässig und wird das vordere Ende des rechteckigen Banddrahts A um die Umfangsfläche des Wicklungskernelements 13 gewickelt. Während der rechteckige Banddraht A um die Umfangsfläche des Wicklungskernelements 13 gewickelt wird, wird hierbei der rechteckige Banddraht A durch den Quer-Druck, der durch die oben erwähnten Kontaktflächen ausgeübt wird und die Elastizitätsgrenze des rechteckigen Banddrahts A übersteigt, auch plastisch verformt.
Wie in 7 gezeigt wird, ist das gesamte vordere Ende des rechteckigen Banddrahts A um die Umfangsfläche des Wicklungskernelements 13 gewickelt worden, wenn das Rotationswerkzeug R eine halbe Umdrehung gemacht hat. Anders gesagt ist die Länge des vorderen Endes des oben erwähnten rechteckigen Banddrahts A in dieser Ausführungsform so gewählt, dass sie der Länge einer halben Umdrehung des Wicklungskernelements 13 entspricht. In diesem Zustand wird das Einspannfutter 19 durch Betätigung des sich öffnenden und schließenden Einspannzylinders 17 geschlossen. Dadurch werden das Rotationswerkzeug R und das Wicklungskernelement 13 miteinander verbunden und von diesem Zeitpunkt an dreht sich das Wicklungskernelement 13 simultan zum Rotationswerkzeug R.
Als nächstes wird der rechteckige Banddraht in Verbindung mit der simultanen Drehung des Rotationswerkzeugs R und des Wicklungskernelements 13 von der Drahtzufuhrvorrichtung r3 synchron mit der Drehung des Drehwerkzeugs R zugeführt. Dadurch wird der rechteckige Banddraht A von diesem Zeitpunkt an zwischen der Vorderfläche r3 des Rotationswerkzeugs R und der Vorderfläche s2 des mittigen Werkzeugs Sa gehalten. Auf dieselbe Art und Weise wie der Quer-Druck, der durch das oben erwähnte Rotationswerkzeug R und das feststehende Werkzeug S auf den rechteckigen Banddraht A ausgeübt wird, wird auch die Druckkraft (der Quer-Druck), die durch die Vorderfläche r3 des Rotationswerkzeugs und der Vorderfläche s2 des mittigen Werkzeugs Sa auf den rechteckigen Banddraht A ausgeübt wird, auf einen Druck eingestellt, der den rechteckigen Banddraht A plastisch verformt, und von diesem Zeitpunkt an, wird der rechteckige Banddraht um das Wicklungskernelement 13 gewickelt, während er plastisch verformt wird.
Hierbei ist die Position des Führungsdrahts 6 entlang der X-Achse, in anderen Worten die Zufuhrposition für den den rechteckigen Banddraht A fixiert und die Position des beweglichen Halterungskörpers 4 sowie die Position des mittigen Werkzeugs Sa entlang der X-Achse können durch den Zylinder 5 in einer bestimmten Position fixiert werden. Da der gewickelte rechteckige Banddraht A jedoch in Reaktion auf die Drehung des Rotationswerkzeugs R nach und nach in das Innere der Drahtgehäuseöffnung s10 eingeführt wird, verändert sich die Position des Rotationswerkzeugs R entlang der X-Achse, wie in 9 dargestellt ist, in einer negativen Richtung und gleichzeitig verändert sich auch die Position des feststehenden Werkzeugs S in einer negativen Richtung entlang der X-Achse.
Wenn der rechteckige Banddraht A eine vorbestimmte Anzahl von Wicklungen auf die oben erwähnte Art gewickelt worden ist, wird der rechteckige Banddraht A an der Zufuhrseite z. B. beim Drahteinführfenster s13 mittels einer in den Figuren nicht dargestellten Schneidvorrichtung abgeschnitten. Anschließend wird der restliche rechteckige Banddraht A durch eine zusätzliche Drehung des Rotationswerkzeugs R vollständig aufgewickelt. Wenn der gesamte rechteckige Banddraht A aufgewickelt worden ist, wird der durch die Druck ausübenden Zylinder 11 und 23 ausgeübte Druck gelöst und das Wicklungskernelement 13 wird durch die Betätigung des Kern-Längszufuhrzylinders 8b aus dem feststehenden Werkzeug S entnommen. Zudem kann die in der Drahtgehäuseöffnung s10 enthaltene Spule durch Trennen des feststehenden Werkzeugs S und des Rotationswerkzeugs R mittels Betätigung der Zylinder 5 und 9 entfernt werden.
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Spule C, die durch den obenstehend beschriebenen Wicklungsvorgang hergestellt worden ist. Gemäß dieser Art von Spulenherstellungsverfahren ist es möglich, ein Zurückspringen, das nach der abgeschlossenen Wicklung auftritt, zu verhindern, da der rechteckige Banddraht A gewickelt wird während er durch den auf die breite Oberfläche a2 des oben erwähnten Banddrahts A ausgeübten Quer-Druck plastisch verformt wird. Folglich ist es möglich, eine dünne Spule mit einer Spulendicke d herzustellen, da der Abstand zwischen den Wicklungen des rechteckigen Banddrahts A, der gewickelt worden ist, schmaler gestaltet werden kann.
Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obenstehend angeführte Ausführungsform begrenzt und im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung sind z. B. auch Ausführungsformvariationen wie die Folgenden eingeschlossen:

(1) Die obenstehend angeführte Ausführungsform ist so strukturiert, dass das mittige Werkzeug Sa am beweglichen Halterungskörper 4 befestigt ist und sich das feststehende Werkzeug S entlang der X-Achse in Bezug auf das mittige Werkzeug Sa bewegen kann. Es ist jedoch auch eine Struktur möglich, in der das feststehende Werkzeug S in Bezug auf den beweglichen Halterungskörper 4 fixiert ist und das mittige Werkzeug Sa durch ein elastisches Element wie eine Feder am beweglichen Halterungskörper 4 befestigt ist. Hierbei wird der rechteckige Banddraht A, der um das Wicklungskernelement 13 gewickelt wird, aufgewickelt und plastisch verformt, während er aufgrund des Rotationswerkzeugs R und des elastischen Elements einen seitlichen Druck aufnimmt.
(2) Beim Wicklungsvorgang der oben erwähnten Spule sind, wie in 10 gezeigt ist, der zuerst gewickelte Abschnitt c1 und der zuletzt gewickelte Abschnitt c2 der Spule vollständig zu einer Ringform gewickelt. Durch gemeinsames gleichzeitiges Drehen des Rotationswerkzeugs R und des Wicklungskernelements 13, sobald die Drehung des Rotationswerkzeugs R beginnt, und durch Lösen des Führungsdrucks des rechteckigen Banddrahts A des Führungsdrahts 6, wird das vordere Ende des rechteckigen Banddrahts, das in die Führungsrille r4 eingeführt ist, nicht gewickelt und seine gerade Form aufrechterhalten. Durch Entfernen der Spule nachdem sie an der Zufuhrseite des rechteckigen Banddrahts A durch eine Schneidvorrichtung abgeschnitten worden ist, behält auch der letzte Abschnitt des rechteckigen Band drahts A eine gerade Form. Durch diese Art von Wicklungsvorgang ist es möglich, Führungsdrähte mit einer geraden Form an beiden Ende der Spule auszubilden.
(3) Die obenstehend angeführte Ausführungsform besitzt eine Struktur, in der die Position entlang der X-Achse des Führungsdrahts 6, in anderen Worten die Position, in der der rechteckige Banddraht A zugeführt wird, fixiert ist und das Rotationswerkzeug R und das feststehende Werkzeug S bewegen sich zusammen mit der Wicklung des rechteckigen Banddrahts A in eine negative Richtung entlang der X-Achse. In der obenstehend erwähnten Ausführungsformvariation (1) bewegt sich zudem das mittige Werkzeug Sa, gleichzeitig mit der Wicklung des rechteckigen Banddrahts A, in eine positive Richtung entlang der X-Achse. Es ist jedoch auch eine Struktur möglich, in der sich der Führungsdraht 6 entlang der X-Achse bewegt und das Rotationswerkzeug R und das feststehende Werkzeug S oder das mittige Werkzeug Sa so weit wie möglich fixiert sind. Hierbei ist ein Bewegungsmechanismus für den Führungsdraht 6 erforderlich.
(4) In den obenstehend erwähnten Ausführungsformen sind Ausführungsformen für eine Spulenwickelvorrichtung für einen rechteckigen Banddraht A und für ein Wicklungsverfahren dafür beschrieben, das grundlegende technische Konzept der vorliegenden Erfindung ist jedoch die Verwendung eines Mittels, das einen Draht aufwickelt, während dieser Draht plastisch verformt wird, um das Zurückspringen nach der Wicklung so weit wie möglich zu unterdrücken, weshalb die Drahtart nicht auf den rechteckigen Banddraht A beschränkt ist. Die Verwendung von runden Drähten, die üblicherweise in der Spulenherstellung eingesetzt werden, ist ebenfalls möglich. Hierbei ist es jedoch notwendig, die Gestalt jeder der Oberflächen der obenstehend angeführten Wicklungswerkzeuge (das Rotationswerkzeug R und das feststehende Werkzeug S) abzuwandeln, so dass sie der Gestalt des Drahts entsprechen.

Claims

Spulenwickelvorrichtung zum Wickeln eines Drahtes (A) um eine Oberfläche eines Wicklungskernelements (13), dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelvorrichtung den Draht mittels eines Paars an Wickelwerkzeugen (R, S), die im Gebrauch den Draht von beiden Seiten mit einer den Draht plastisch verformenden Kontaktdruckkraft halten, um die Oberfläche des Wicklungskernelements wickeln kann, wobei das eine Wickelwerkzeug ein Rotationswickelwerkzeug (R), das rotierbar ist, und das andere Wickelwerkzeug ein feststehendes Wickelwerkzeug (S) ist.
Spulenwickelvorrichtung nach Anspruch 1 weiters umfassend ein mittiges Werkzeug (Sa), das innerhalb des feststehenden Wickelwerkzeugs liegt und zwischen den Wickelwerkzeugen frei entlang einem Drehmittelpunkt des Rotationswickelwerkzeugs bewegt werden kann, wobei das mittige Werkzeug den Draht zwischen sich und einer gegenüberliegenden Oberfläche des Rotationswickelwerkzeugs halten kann, und zwar durch einen Druck, der den Draht plastisch verformt.
Spulenwickelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin das Rotationswickelwerkzeug eine Führungsnut (r4) aufweist, in die ein vorderes Ende des Drahts eingeführt werden kann.
Spulenwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiters umfassend eine Drahtzuführvorrichtung (26), um, wenn ein vorderes Ende des Drahts um die Oberfläche des Wicklungsspulenelements gewickelt worden ist, den Draht simultan zur Drehung des Rotationswickelwerkzeugs auszugeben.
Spulenwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Draht ein rechteckiger Banddraht ist und die Spulenwickelvorrichtung den rechteckigen Banddraht vertikal wickeln kann.
Spulenwickelverfahren, worin ein Draht (A) in einen Zustand gebracht wird, in dem er sich in Kontakt mit einem. Wicklungskernelement (13) befindet, und der Draht durch ein Paar an Wickelwerkzeugen (R, S), die den Draht von beiden Seiten mit einer Kontaktdruckkraft halten, die den Draht plastisch verformt, und durch Rotieren beider Wickelwerkzeuge um die Oberfläche des Wicklungskernelements gewickelt wird.
Spulenwickelverfahren nach Anspruch 6, worin, wenn die Drahtzufuhr zu Beginn des Wickelns gestoppt wird, ein vorderes Ende des Drahts um eine Oberfläche des Wicklungskernelements gewickelt wird und ein hinteres Ende des Drahts beim Abschluss des Wickelns um die Oberfläche des Wicklungskernelements gewickelt wird.
Spulenwickelverfahren nach Anspruch 6 oder 7, worin der Draht ein rechteckiger Banddraht ist und der Draht vertikal gewickelt wird.