DE8122707U1 - Vorrichtung zum befestigen des anfanges und des endes einer auf einen kunststoffspulenkoerper gewickelten folie - Google Patents

Description

DiPL.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS 3 Hannover

WOLFSTRASSE J« ■ TELEFON (05 Ii) IJ 45ijO

18. Juli 1981 Dr.J/Ha Meine Akte: 695

Blume und Redecker GmbH., Vahrenwalder Straße 500, 3 Hannover

Vorrichtung zum Befestigen des Anfanges und des Endes einer
auf einen Kunststoffspulenköprer gewickelten Folie sowie
eine hiermit hergestellte Spule

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer automatischen Spulenwickelmaschine zum Befestigen des Anfanges und des ] Endes einer auf einem Kunststoffspulenkörper gewickelten Folie mittels elektrisch beheizter, in Richtung auf die Sipulenachse bewegbarer¹ Schweißköpfe sowie eine auf dieser Vorrichtung ί herstellbare Snule. I

Zur Herstellung ττοη Spulen, bei denen eine Kunststoffolie auf; den Kunststoffspulenkörper zu wickeln ist, ist diese Folie an ihrem Anfang auf dem Kunststoff spulenkörper zu. befestigen. \ Das geschieht bisher durch Schweißvorgänge. Hierzu wird der | Folienanfang erwärmt und auf den KunststoSspulenkörper ge- | schweißt, ^tfährenö das Ende der Folie ebenfalls ervrärmt viird ■ und auf die letzte V/indung des Folienv/ickels geschweiß-fc wird^ Dieses geschieht in einer Spulenwickelmaschine, die für dieser Zweck mit bewegbaren Schweißköpfen ausgerüstet ist» Diese

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Seihweißköpfe weisen Schweißbacken axif, die eine im Querschnitt genähert halbkreisförmige Ausnehmung aufweisen. In der Oberfläche dieser im Querschnitt halbkreisförmigen Ausnehmung sind halbkreisförmige Rillen angebracht. Der Radius der Ausnehmung der einen Schweißbacke entspricht dem Radius des Spulkörpers, der Radius der Ausnehmung der anderen Schweißbacke entspricht dem Radius der fertig gewickelten Spule. Beide Schweißbacken wexrcteS düxrcii thermostatisch gSIr&gelte eiektjriSSxxe SnS~gie SttVor ständig aufgeheizt und warm gehalten. Für die Schweißung des Endes der Folie ist es notwendig, nach Ausführung einer ersten Schweißung die Spule zu drehen und eine zweite Schweißung vorzunehmen, weil es sich als schwierig erwiesen hat, die Schweißungen so auszuführen, daß sie eine feste Verbindxmg ergeben, ohne daß die Folie zerstört wird.

Biese Vorrichtung ist aufwendig durch die Verwendung zweier ■verschiedener Schweißbacken, die bei einem Wechsel der herzustellenden Spulen auch ausgetauscht werden müssen. Obwohl die Schweißbacken in Präzisionsarbeit hergestellt sind, entsprechen sie nicht immer den geometrischen Anforderungen, weil sich im Spulendurchmesser manchmal nicht unerhebliche Toleranzen ergeben. Biese können schon dadurch zustande kommen, daß seitlich aus dem Wickel Drähte als Lötfahnen herausgeführt sind.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine einfache Möglichkeit einer festen Schweißung zu schaffen. |

Sie Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Torrichtung, die sich | dadurch, auszeichnet, daß jeder Wickelstelle ein einziger Schweiß-p kopf zugeordnet ist, der einen zur Spule achspaxallelen, durch; elektrischen Strom erhitzten Draht aufweist.

Hierdurch wird eine wesentliche Vereinfachung der Vorrichtung erreicht: Statt zweier Schv/eißköpfe wird nur noch ein einziger

Schweißkopf benötigt. Dieser führt sowohl die Schweißung am Anfang als auch die ochweißung am .rinde der Folie aus. Durch di Erhitzung eines kurzen Drahtstückes entfallen die in Präzisionsarbeit herzustellenden Schweißbacken, die Heizpatronen für die Schweißbacken und die thermostatische Regelung. Denn für die Erhitzung des kurzen Drahtstückes reicht es völlig aus wenn mit dem Ingangsetzen der Bewegung des Schweißkopfkörpers ein Schalter betätigt wird, der durch den durch den Draht fließenden Strom eventuell mit Zeitverzögerung einschal±p.~., Dieser Heizstrom braucht nur nach Beendigung der Schweißzeit oder der Rückbewegung ausgeschaltet zu werden oder nach einer bestimmten Zeitspanne ausgeschaltet zu v/erden. Das ist eine ganz erhebliche apparative 'Vereinfachung der Torrichtung, die darüber hinaus auch noch eir.e Energie er sparnis einbringt, well jetzt nicht mehr dauernd große Keizbacken auf Schweißtemperatur zu halten sind, sondern ein dünner Draht kurzzeitig mit dazwischen liegenden langen Unterbrechungszelten aufzuheizen ist, und somit nicht mehr wie bisher weitere Energie für die V/ärmeabführung aus der Spulmaschine benötigt wird. Darüber hinaus ist eine einwandfreie feste Schwe-Ißung erzielt.

Zur Erzielung einer einwandfreien Schweißung Ist e$f vorteilhaft, wenn der durch elektrischen Strom erhitzte Draht auf ein Isolator aufliegt und durch die Kraft einer Feder gespannt ist Durch die Auflager auf einem Isolator wird nicht nur eine elektrische, sondern auch eine thermische Isolierung erzielt, so daß die im erhitzten Draht vorhandene Energie nahezu vollständig für die Ausführung der SchwelSung zur Verfugung steht. Da der Draht durch die Kraft einer Feder gespannt Ist, Ist gewährleistet, daß er immer eine exakte lage einnimmt und daher auch eine exakte Schweißung ausführen kann.

Konstruktiv Ist es sehr vorteilhaft, wenn der Schweißkopfkörper aus zwei gegeneinander bewegbaren und durch, die Kraft einer Feder auseinandergedrückten Teilen besteht, an denen je

ein Ende des durch den elektrischen Strom erhitzten Drahtes befestigt ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Draht immer gespannt auf dem Isolator liegt und daher eine unverrückbare Lage bei der Ausführung der Schweißimg einnimmt.

Vorteilhaft ist es, wenn der Schweißdraht von einer Folie aus nicht haftendem Kunststoff, z.B. Polytetrafluorathylen abgedeckt ist. Hierdurch wird erreicht, daß nicht iüeile der Folie an dem erhitzten Draht hängenbleiben, weil das Polytetrafluorethylen die Eigensshaft hat, daß es ein Anbacken verhindert.

Die erfindangsgemäße Vorrichtung ist vorteilhafterweise durch· einen mit der Bewegung des Schweißkopfes in Tätigkeit gesetzten Schalter zur Auslösung des Stromdurchflusses durch den dem Schweißen dienenden Draht gekennzeichnet. Die Abschaltung kann mit dem gleichen Schalter erfolgen, wenn dieser in der Bewegungsbahn des Schweißkopfes liegt, die Abschaltung kann aber auch durch eine Schaltvorrichtung erfolgen, die nach einer bestimmten, einstellbaren. Zeit die Abschaltung des Stromes vornimmt. Dabei ist es zweekmässig, wenn die Werte der Einschaltzeit und/oder der eingeschalteten Stan mstärke für die Schließung der Folienauflage unterschiedlich gegenüber den Vierten für die Schweißung des Folienendes sind. Denn für das Anschweißen der Folie am Spulenkörper ist meist die Aufwendung von tföwje*'Wärmeenergie als für die Anschweißung des Folienendes an der letzten Windung des Follenwiekels notwendig.

Zweekinässigerwelse wird der durch den elektrischen Strom erhitzte Draht an den Seiten des Sehweikopfkörpers befestigt, so daß die Stirnseite des Schweißkopfkörpers einfaen geömetrisc gestaltet werden kann, so daß der Sehweißvorgang nicht durch

Schrauben oder sonstige 5eile zur Befestigung und Spannung des Brahtes behindert ist.

Zweekmässig ist es, wenn der als Unterlage für den vom elektrischen Strom durehflossene Draht dienende Isolator als auswechselbares 2eil hergestellt ist. Sann !können leicht Spulen unterschiedlicher Breite vom ein— und derselben Spulmaschine hergestellt werden.

"?orteil2iaft ist es, wenn iiindestens der eine der beiden Teile j des Schweißkopfkörpers aus elektrisch isolierendem Material her- | gesiäJLt ist. Denn an diesen teilen des Sehweißkopfkörpers ist der vom elelctrischen Strom erhitzte Draht befestigt. Ss bedarf dann deiner zusätzlichen Xsolierungsmaßnahmen für diesen Draht. — Ebenso gut ist .es aber auch möglich, daß die beiden Teile des Schweißkopfkörpers gegeneinander elektrisch isoliert sind.

Vorteilhaft ist es, wenn der als unterlage für den vom elektrischen Strom durchflussenen Draht dienende Isolator eine leichte Wölbung aufweist und/oder mit quer zum Draht verlaufenden Rillen versehen ist. Durch die leichte V7ölbung ist sichergestellt, daß die Schweißung nicht nur bevorzugt an den Enden der Auflagelinie des erhitzten Drahtes stattfindet, sondern mit gleicher Intensität auch in der Mitte. Eine besonders feste Schweißung läßt sich durch die quer zum Draht verlaufenden Rillen erzielen, weil dann eine Linie von Punkten besonders fester Schweißung mit dazwischen liegenden Abschnitten nicht so fester Schweißung erzielt wird, was den Vorteilhat, daß auch bei nicht exakt dimensionierter Schweißenergie eine außerordentlich feste Schweißung erzielt wird, bei der auch die Folie selbst durch die Schweißung an Reißfestigkeift nicht verloren hat.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin* daß man einen heißen, auf eine feste Unterlage gelegten Draht achsparallel zum

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Spulenkörper gegen die Folie andruckt. Auf diese weise wird mit wenig Energie eine qualitativ hochwertige Sehweißung erzielt.

Vorteilhaft ist es, wenn man bei dem Ansehweißen des FoIien- €yi<4ea > mehr und/oder langer elektrischen Strom durch den Braht fließen läßt. Dann wird die Folie fest an dem Sr>alen-M5:rper angeschweißt»

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die linienförsigen Sehweißstellen aus einer Vielzahl von Sehweißpunkten bestehen. Hierdurch ergibt sich eine besonders feste Verbindung, bei der auch die Folie ihre Festigkeit behält.

Das V/esen der vorliegenden Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Spulenwickelmaschine,

Fig. 2 den Schweißkopf, teilv/eise geschnitten, mit einer Spule.

In dem Maschinengestell 1 der Spulmaschine sind achsgleich zv/ei Aufnahmen 2 für den Spulenkörper 3 vorgesehen, von denen die eine Aufnahme frei drehbar ist, während die andere Aufnahme von einem nicht dargestellten Motor angetrieben wird. In dem Maschinengestell 1 sind zwar weiter z^ei «'/eilen 4 und 5 gelagert, auf denen Bobinen aufgesteckt sind, und zwar eine Bobine 6 mit einer Alufolie und eine Bobine 7 mit einer Kunststofffolie. Die Kunststoffolie der Bobine 7 ist auf den -Spulenkörper anzuschvveißen und wird dann unter Zwischenlegung der ' Mejixll~ folie S aufgewickelt, so daß sich ein Wickel aus einer Döppellage Aluminium- und Kunststoffolie auf der Spule ergibt. Die

letzte Windung bzw. die letzten Windungen werden jedoch, nicht doppellagig &"ΐ-ππιΐ-ηΐτπη - Kunststoff gewiekelt, sondern allein aus der Kuiiststoffolie. Arbeitsmittel zum Zufahren der 5OlIe von den Bo"binen 6, 7 zu dem Spulenkörper 3 sind nicht dargestellt, ebenso nicht Schneidvorrichtungen, aa diese für die Erfindung nicht wesentlich, sind.

In dem Maschinengestell 1 ist weiter eine Fiährungsbahn S für des. Sehweißkopf 9 vorgesehen, der vor Beginnt des Wickeins und nach dem Ende des Y/iekelns gegen den Spulenkörper 3 bzw» die auf ihn gewickelte Wicklung geschoben wird, um die eingangs erläuterten Schweißvorgänge vorzunehmen. Die .arbeitsmittel für die Bewegung des Schweißkopfes 9 sind ebeiofalls nicht dargestellt.. Es können Hebel, Kulissen, Hydraulikzylinder und anderes sein.

Der Aufbau des Schweißkopfes ist in Fig. 2 im einzelnen dargestellt. Der Schweißkopf besteht im wesentlichen aus swei Teilen 11, 12, die gegeneinander verschwenkbar mittels des Drehgelenkes 13 sind. Dieses Drehgelenk ist ein Zapfen, der die beiden Teile 11, 12 des Körpers des Schweißkopfes miteinander verbindet. Diese beiden Teile sind se gestaltet, daß der eine Teil 11 des Körpers des Schweißkopfes eine Breite auf v/eist, die breiter ist als die maximale Breite der Schweißstelle. Dieser Teil 11 des Schweißkopfkörpers trägt einen Isolator 14, über den der dem Schweißen dienende, vom Strom durchflossene Draht 15 geführt ist. Dieser Draht 15 ist auf der einen Seitenwand 16 des Schweißkopfteiles 11 mittels der unterlegscheibe 17 und der Schraube 18 festgeklemmt. Dieser Draht 15 ist auf der anderen Seite an der Seitenwand 19 des Schweißkopfteiles 12 ebenfalls mittels einer Unterlegscheibe 17 und einer Schraube 18 festgeklemmt. Dieser Schweißkopfteil 12 erstreckt sich teilweise bis in das Innere des Schweißkopfteiles 11 hinein, weil das Gelenk 13 in Form eines

Lagerzapfens im Inneren des Sehweißkopfteiles U sitzt. Die Begrenzung des Sehweißkopfteiles 12 im Inneren des Schweißkopfteiles 11 ist dureii die gestrichelte Linie 2o angedeutet.

Tm Inneren des Sehweißkopfteiles 11 "befindet sieh eine zylindrische Ausnehmung 21, in die eine als Druckfeder dienende Schraubenfeder 22 eingelegt ist, die den dem Lagerzapfen 13 abgewandten und dem der Sehweißung dienenden Draht 15 zugewandten Seil des Schweißkopfkörperteiles 12 nach außen wegzudrücken versucht. Diese Feder 22 dient &βτ S-r-annung des Drahte 15« Denn dadurch, daß die Feder 22 die "beiden ochweiSkopf- j teile 11, 12 nefoen der Schweißstelle auseinanderzudrücken versucht, wird der Draht 15 gespannt. Der Draht 15 ist dasjenige Mittel, welches der Spannung der Feder 22 entgegenwirkt und die "beiden Schweißkopfteile 11, 12 in der in Fig. dargestellten Stellung hält. Durch diese Feder ist erreicht, daß der Draht 15 immer straff gespannt ist. Da die beiden Schrauben achsparallel zur Achse des Spulenkörpers 3 liegen, liegt auch immer der Draht 15 achsparallel zur Spule. J

Dadurch wird eine achsparallele Sehweißung auf der Spule erreicht. Der Draht kann einen runden, quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Der Draht v/eist eine Länge von nur v/enigen Zentimetern auf» Bei diesel- Dimensionierung wird er mit niederspannung erhitzt. Zu deren Einschaltung dient ein Schalter 23, der von dem Schweißkopfkörper betätigt wird, wenn der Schweißkopfkörper aus seiner gestrichelt dargestellten Ruhestellung in seine mit vollen Linien dargestellte Arbeitsstellung bewegt wird»

Der dem Schweißen dienende Draht 15 ist durch sine Kunststofffolie 24 abgedeckt, die zu beiden Seiten des Schweißkop.fes 11,]

durch eine Leiste 25 festgeklemmt ist. Diese Kunststofffolie "besteht zweckmässigerweise aus Polytetrafluoräthylen
und verhindert ein Anbacken der auf die Spule gewickelten
Folie an den dem Schweißen dienenden Draht 15·

Diese Kunststoffolie kann aber auch einfach über den dem
Schweißen dienenden !Draht herübergelegt und dann mit ihren
Kanten am Schweißkopf angeklebt werden.

Diese Schweißköpfe können auch dort Verwendung finden, wo Ί die Spulen für den Wickelvorgang auf _Revolverkopfen aufge- j steckt sind. Hier ist entweder ein Schweißköpf vorgesehen j und der Revolverkopf wird menrfach gedreht, oder es sind
mehrere baugleiche Schweißköpfe vorgesehen, "wflrd z.3. ein ' Revolverkopf für zwei». Spulen benutzt, sind awei baugleiche ^; Schweißköpfe auf einer gemeinsamen Bewegungsvorrichtung angeordnet . !

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Claims (5)

Ptteotanwait r. Walther Junius '3 Hannover-Waldheim. Wolfstr.24 22. 2. 1982 Ur.J/Ha -Aktenzeichen: & 81 22 707.8 Anmelder : Blume & Redecker Mein Zeichen: 695 Ansprüche :

1. Vorrichtung an einer Spulenwickelmaschine :zum Befestigen des Anfanges unddes Bades einer auf einem Kunststoffspulenkörper gewickelten Folie mittels elektrisch "beheizter in RieJrtrung atif die Spulenachse bsvegbarer Scnweißkopfe, dadurch gekennzeichnet _t

daß jeder Wickelstelle ein einzigerSchweißkopf (9) zugeordnet ist, der einen zur Spule aehsparallelen* durch elektrischen Strom erhitzten Draht (15) aufweist.

2. V orrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der durch den elektrischen Strom erhitzte Uraht (15) auf einem Isolator (14) aufliegt und durch die Kraft einer Feder (22) gespannt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Körper des Schweißkopfes (9) aus zwei gegeneinander

bewegbaren und durch die Kraft einer Feder (22) auseinander· gedrückten Teilen (11,12) besteht, an denen je ein Ende des dem Schweißen dienenden Drahtes (15) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der dem Schweißen dienende Diaht (15) von einer Folie (24) aus nicht haftendem Kunststoff abgedeckt ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 1,

gekennzeichnet
a durch, einen im Wege des Sehweißkopfes (S) angeordneten

Schalter (23) der Sehweißvorrichtiäng.

β φ Vorrichtung nach. Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der durch, den elelctrisciierL Strom erhitzte Dralit

' (15) an. den Seiten des Korpers des Soisweißkopfes (9)

Defestigt ist«

7· Vorrichtung nach .äns^ruch 2,
dadurch gekennzeichnet,.

daß der als unterlage für den vom elektrischen Strom durchflossenen Draht (15) dienende Isolator (14) als auswechselbares Seil hergestellt ist«

8. Torrichtung nach Inspruch 3,

dadurch gekennzeichnet«

daß mindestens eines der "beiden Teile des Körpers ι des Schweißkopfes \S) aus elektrisch isolierendem

Material hergestellt ist«

9. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die beiden Teile (11,12) des Schweißkopfkörpers gegeneinander elektrisch isoliert sind.

10. Torrichtung nach Anspruch 2^
dadurch gekennzeichnet,

daß der als Unterlage für den vom elektrischen Stroa durchflossenen Draht (15) dienende Isolator (14) eine leichte Wölbung aufweist und/oder mit igier zum Draht verlaufenden Rillen versehen ist«