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Maschine zum Wickeln von Drahtwindungen auf Trägerkörper Die Erfindung
bezieht sich auf Maschinen zum I-Ierstellen von Drahtspiralen, besonders für elektrische
Reizelemente. Manche Heizelemente bestehen aus eincin einzigen Isolierkörper, um
den \-on einem Ende zum anderen ein zusammenhängender Widerstandsdraht gewickelt
ist. Solche Heizkörper können leicht auf einer Maschine gewickelt werdeci. Andere
Heizkörper bestehen jedoch aus mehr als einer Isolierplatte, z. B. der Heizkörper
eines elektrischen Bügeleisens, der aus zwei in der 1l;iul)ts;iclie parallel liegenden
Isolierplatten besteht, Bim denen jede für sich mit einem fortlaufenden Stück flachen
Drahtes bewickelt ist, der an einem Fnde \-on der einen 1'Iatte zur anderen übergeht.
Bisher konnten solche aus mehr als einer Platte bestehenden Heizkörper nicht auf
Maschinen gewickelt werden. Der Hauptgrund hierfür ist, daß die beiden Platten,
wenn sie mit den Enden aneinanderliegen und ein einziges Stück flachen Widerstandsdrahtes
darauf gewickelt wird, aus der Maschine herausgenommen und in die erforderliche
parallele Lage gebracht werden müssen, wobei der die beiden Platten verbindende
Draht geknickt und dadurch aus Gründen, die jedem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt
sind, für den Verkauf unbrauchbar wird. .Solche Heizplatten werden daher stets von
Hand so bewickelt, daß ein Knicken des Drahtes vermieden wird.
Bei
Heizelementen der beschriebenen Art haben die Platten oft eine unregelmäßige Form,
die dem besonderen Verwendungszweck angepaßt ist. So kann eine Platte z. B. an einem
Ende breiter sein als am anderen. Auch die Steigung der Drahtspirale ist gegebenenfalls
der besonderen Form der Platte entsprechend unterschiedlich. So kann z. B. die Steigung
der Spirale auf einer bestimmten Strecke der Platte gleichmäßig sein, um dann an
einer anderen Stelle in eine ebenfalls gleichmäßige, aber abweichende Steigung überzugehen.
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Schon das Handwickeln der Spiralen von Heizelementen mit gleichmäßiger
Steigung ist eine schwierige und mühselige Arbeit, weil die einzelnen Windungen
gleichmäßig und'in genauem Abstand voneinander liegen müssen; ist aber dazu noch
die Steigung der Spirale veränderlich, so wird das Wickeln noch schwieriger und
unangenehmer. Das Anlernen von Arbeitern für die einwandfreie Ausführung dieser
Wicklungen dauert verhältnismäßig lange.
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Die Erfindung ermöglicht es, das Bewickeln der Heizelemente von Hand
durch Maschinenarbeit zu ersetzen, und zwar auch bei unregelmäßiger Gestalt des
Trägerkörpers und wechselnden Tragsteigungen. Sie bezieht sich auf eine Wickelmaschine,
mit der sich auch Heizkörper mit einem fortlaufenden Draht bewickeln lassen,. die
als Trägerkörper zwei unabhängige Platten aufweisen. Die Maschine nach der Erfindung
kennzeichnet sich dadurch, daß sie eine Mehrzahl von drehbar gelagerten, gleichmäßig
angetriebenen Einspannvorrichtungen zum Festlegen von Trägerkörpern, eine Mehrzahl
von beweglich gehaltenen Drahthaltern und Mittel aufweist, um solche Drahthalter
längs der eingespannten Trägerkörper mit vorgeschriebener Geschwindigkeit zu bewegen,
die gleichförmig oder ungleichförmig sein kann.
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Vorzugsreise soll die Maschine nach der Erfindung drei gleichachsig
angeordnete Einspannvorrichtungen aufweisen, die unabhängig voneinander gelagert,
jedoch mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit angetrieben sind, wobei die mittlere
Einspannvorrichtung zum Festlegen der Enden zweier Trägerkürher dient und ein Klemmfutter
aufweist, das den bewickelten Trägerkörpern Durchlaß gewährt. Eine solche Maschine
ist dann mit zwei beweglich gelagerten Drahthaltern ausgestattet, die sich in den
Räumen zwischen den Einspannvorrichtungen längs der eingespannten Trägerkörper bewegen
und von zugeordneten Leitspindeln derart gesteuert werden, daß sie sich gleichzeitig
von den äußeren Einspannrorrichtungeti zur mittleren bewegen und umgekehrt.
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Ztini gleichzeitigen Bewickeln unabhängiger Platten od. dgl. mit einem
einzigen Draht ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Draht in Gestalt eitler Schleife
von der Drahtzuführung abzuziehen und ihn dann mit den Schenkeln der Schleife gleichzeitig
auf die beiden Platten oder sonstigen 'Trägerkörpern aufzuwickeln. Demgemäß ist
die. Maschine nach der Erfindung auch mit besonderen Mitteln zum Abnehmen des Drahtes
von einer Vorratsspule in Schleifen bestimmter Länge sowie zum Festlegen der Drahtenden
und zum Halten und Nachlassen des Drahtes beim Wickeln versehen.
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Die Zeichnungen zeigen ein Beispiel für die Ausführung der Maschine
nach der Erfindung, und zwar zeigen Fig. i eine schaubildliche Gesamtansicht der
Maschine von vorn, Fig. 2 die Vorderansicht eines Teiles der Maschine im Schnitt,
Fig. 3, 4, 5 und 6 Einzelansichten der Klemmvorrichtung für die zu bewickelnden
Platten, Fig. 7, 8, 9 und io Einzelheiten der den Draht führenden Teile, Fig. i
i einen Führungsteil der Maschine, Fig. 12 einen Teil der Maschine nach Fig. i im
Grundriß, Fig. 13 die Ansicht einer bewickelten Platte, Fig. 14 eine Einzelansicht
der zu dieser Arbeit verwendeten Leitspindel, Fig. 15 eine weitere Einzelansicht
der den Draht führenden Mittel, Fig. 16, 17 und 18 Einzelheiten der auseinanderliegenden
Teile der zwei Platten, Fig. i9 einen Grundriß des fertigen Heizelements.
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Die Maschine nach Fig. i ist zum gleichzeitigen Wickeln von flachem
Widerstandsdraht auf beide Platten eines elektrischen Heizeletnents i bestimmt,
wie es fertig in Fig. i9 gezeigt ist. Dieses Element besteht aus zwei gleichen Platten
2 aus Glimmer, die gemäß Fig. i mit den Enden auseinanderliegend in der Maschine
gehalten werden. In Fig. i ist der Wickelvorgang fast beendet. Die Platten werden
durch zwei an den Enden befindlichen Klemmfutter 3 und ein mittleres Klemmfutter
4 festgehalten, das die Drehung vermittelt. Der Draht wird von der Vorratsspule
5 abgezogen und in einer Schleife so zur Mitte der @vlaschine geleitet, daß der
eine Schenkel der Schleife auf die eine, der andere Schenkel der Schleife auf die
andere Platte aufläuft. Jeder Schleifenteil wird durch Drahthalter 6 zugeführt und
von Supporten 7 getragen, die von Leitspindeln 8 in solcher Weise hin und her bewegt
werden, daß der Draht von der Mitte der Maschine bis zu den äußersten 1?tiden der
sich drehenden Platten geleitet wird. Der Draht wird dabei in der gewünschten Spiralwindung
auf die Platten gewickelt.
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Die beiden Klemmfutter 3 sind an den Enden von Wellen 9 befestigt
und werden an jedem Ende der Maschine durch Zahnräder to angetrieben, die wiederum
durch Zwischenruder i i, t ia von Zahnrädern 12 der Hauptantriebswelle 13 gedreht
werden. Die Zwischenräder ,1a drehen auch drei Zahnräder 14 auf Welle 14', von denen
das mittelste das Zahnrad 15 dreht, das an deni mittleren Klemmfutter .4 befestigt
ist. Dieses Klemmfutter dreht sich auf drei Rollen 16, die von Haltern 17 getragen
werden. Die Rollen haben einen Außenrand, der in eine Außenrille des runden Klemmfutters
4 eingreift, um Seitenbewegungen zu verhindern.
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Ehe die Maschine eingeschaltet wird, werden die
Teile
in die Stellung nach Fig. 2 gebracht, wobei die Drahthalter 6 in ihrer größten Entfernung
voneinanderliegen. Der erste Arbeitsgang ist das Einkleinmender Platteng in die
Klemmfutter 3. Fig.3 zeigt die Backen der Futter 3, die alle gleich sind,
in offener Stellung. Das Ende der Platte 2 hat ein Loch 2a, in welches ein an der
unteren Backe 18 befindlicher Stift i9 eingreift, wenn die Platte 2 mit ihrem l:iide
auf die Backe 18 gelegt wird. Diese Backe sCIIiWiligt um 20 und wind durch eine
verstellbare Feder 21 nach oben gedrückt. Die Aufwärtsbewegung ist durch Stifte
22 begrenzt, die in Schlitzen 23 geführt sind. Die obere Backe 24 wird von Stiften
25 gehalten, die in Schlitzen 26 geführt sind, und ist durch einen Lenker 28 mit
einem um 29 drehbaren Sperrhebel 27 beweglich verbunden. Um die Platte festzuklemmen,
wird der Hebel 27 aus der Stellung in Fig. 3 nach links geschwenkt, wobei
er die obere Backe 24 nach vorn und unten drückt, bis sie sich in der Stellung nach
Fig. 6 auf das Ende der Matte 2 legt. Eiire Fläche 27a des Hebels 27 drückt dabei
geL;eii die Stirnfläche 24a der Backe 24 und 1>locl<iert die letztere in ihrer
Klemmstellung. "Zur Aufnahme des Stiftes i9 befindet sich in der Backe 24 ein Schlitz
246.
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Das andere Ende der Plafte wird nun auf die untere Backe
30 des mittleren Klemmfutters gelegt (L@ig. 2 und 4), die sich tim 31 dreht
und ebenfalls durch eine Feder 32 nach oben gedrückt wird, wobei ein Schwanzstück
33 durch einen Anschlag 34 die Aufwärtsbewegung begrenzt. Das durchlochte linde
der zweiten Platte wird nun in das Klemmflitter 3 am anderen Ende der Maschine in
gleicher Weise eingespannt wie das gelochte Ende der ersten Platte. Darauf wird
das andere Ende der zweiten Platte ebenfalls auf die untere Backe 30 des mittleren
Klemmfutters 4 gelegt, und zwar so, daß sie ein wenig Unter dem Ende der ersten
Platte liegt. \tinniehr wird die obere Backe 35 des mittleren Kleinniftitters 4,
die uin 36 schwingt, durch Schieben eines Knopfes 37 im Schlitz 38 von Hand in die
Klemmlage gebracht. Ein Spert@hebel 39, der um 40 sclii% iligt, wird durch Schieben
eines Knopfes 41 im Schlitz 42 ill die Sperrlage gebracht, wobei das Endstück 43
des Sperrhebels 39 hinter das Ende 44 <l ei- Nickc 35 greift. Mit 45 ist eine
Blattfeder bezeichnet. die finit einem hakenförmigen Ende 45a in eitle X"crtieftlng=
35" der Backe 35 eingreifen kann, um sie in ihrer Offnungsstellung (Fig.4) festzuhalten.
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Nachdem die Platteli 2 auf diese Weise eingespannt %N-oirden sind.
besteht der nächste Arbeitsgang darin, den Draht zum Wickeln zuzuführen. (@rmäli
1; ig. 7 wird der Draht von der Vorratsspule 5. die durch einen Federarm 5a in geeigneter
Weise unter Spannung gehalten wird, aufwärts in eitle Lage gebracht, in der er vorübergehend
durch eilte l"e<lerklenitne 46 festgehalten wird. Die Klemme lt:ülgt an eiliem
Seil 47, <las über Rollen 48 nach unten zti einem Gewicht 49 führt, all dem es
mit einer Feder 5o befestigt ist. Dieses Gewicht gleitet all senkrechten l#'iilirungsstangen
5i und ruht in seiner untersten Stellung auf einem Anschlag 52. Um zu verhindern,
daß der Draht sich verdreht, ist an der Federklammer 46 ein Teil 53 mit einer öse
angebracht, die sich an einem straffgespannten Seil 54 führt.
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Der Draht wird zuerst von Hand in eine Schleife gezogen, wie dies
in Fig. 7 durch die gestrichelte Linie 566 angedeutet ist. Hierbei ist darauf zu
achten, daß beim Abziehen der Drahtlänge von der Spule die Federklammer 46 nicht
mitbewegt wird. Die so gebildete Schleife wird durch einen Schlitz 4a des Futters
4 geschoben, der von der Peripherie nach innen führt (Fig.8), und um einen aufrechtstehenden
Stift 55 geschlungen, der sich an der unteren Backe 30 befindet (Fig. io).
Während der Draht in dieser Stellung gehalten wird, werden die Drahthalter 6 von
Hand zur Mitte der Maschine gebracht. Jeder Drahthalter besteht aus einem gebogenen,
flachen Streifen 56 (Fig. 9) mit einer Führungsrinne 5611 und einer Führungsrolle
57. Der aus beiden Seiten des Futters 4 herausragendeDraht wird zuerst in die Führungsrinne
56a, darauf unter und um die Rollen 57 gelegt, wobei darauf zu achten ist, daß die
Drahtschleife in der richtigen Lage mit den flachen Seiten senkrecht hinter dem
Stift 55 liegt und sich dann an den Platten 2 in die waagerechte Lage umlegt (Fig.
io).
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Die Maschine wird nun angelassen. Hierzu wird die Gleitstange 58 (Fig.
i und 12) aus dem Loch in der verschiebbaren Stange 6o herausgezogen, an der eine
Gabel 61 befestigt ist, die eine Rei#bungskupplung ein- und ausschaltet. Diese Reibungskupplung
ist bei 59 gezeigt. Der axial verschiebbare Kupplungsteil 59a führt sich an einem
Keil auf der Hauptwelle 13, während der seitwärts unbewegliche Teil der Kupplung
durch einen Treibriemen 62 von einem Motor angetrieben wird. Wenn die Anjaßstange
herausgezogen und die Kupplung eingelegt ist, drehen sich die Zahnräder io, 1 ja,
i2 und 14 und mit ihnen die Klemmfutter 3 und 4 durch ihre Welle 9, und die Drahthalter
6 verschieben sich von der Maschinenmitte nach den äußeren Enden der Platten, wobei
der Draht in Spiralwindungen auf die Platten gewickelt wird. Die Drahthalter 6 werden
durch die Leitspindeln 8 in folgender Weise seitlich bewegt: Die Supporte 7, an
denen die Drahthalter 6 befestigt sind, gleiten an waagerechten Führungsstangen
63 (Fig. i2), und jeder Support trägt an einer Stütze einen Arm 64, der um 65 schwingt.
Dieser Arm 64 trägt einen Stift oder Finger 66 (Fig. 2), der in die Gewindegänge
der Leitspindel eingreift und normalerweise durch eine Feder 67 (Fig. 12) in Eingriff
gehalten wird, so daß beim Drehen der Leitspindel der Finger 66, der Arm 64, der
Support 7 und der Drahthalter 6 zusammen seitwärts bewegt wird.
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Um die Isolierplatten 2 so nahe wie möglich an der gerade bewickelten
Stelle abzuftützen, ist für jede Platte eine Stützvorrichtung vorgesehen, die zwei
die Platte zwischen sich erfassende Rollen 68 aufweist. Die Rollen 68 sind mit Gleitstützen
69 an einer Scheibe 7o angebracht und durch Zugfedern 71 in Richtung gegeneinandergedrückt.
Die Scheibe 70 dreht sich mit den Platten und bewegt sich zugleich
auch
seitlich mit den Drahthaltern 6. Sie wird von einem käfigartigen Teil 7 2 (Fig.
i, 2, 6) getragen, der frei beweglich auf der Welle 9 gleitet und durch einen gabelförmigen
Teil 73 des Supports 7 verschoben wird. Die Rollen 68 befinden sich daher dicht
hinter den Drahthaltern 6 und verschieben sich mit ihnen stets in der gleichen Richtung.
Am äußeren Ende jeder Seitwärtsbewegung greifen Nasen 74, die ebenfalls an den Gleitstücken
69 befestigt sind, und zwar zu beiden Seiten der Rollen, in keilförmige Nocken 75
ein (Fig. 2), wodurch die Gleitstücke 69 auseinandergedrückt und die Rollen von
deu Enden der Platten abgehoben werden. In dieser Stellung befinden sich die Rollen
bereits jenseits der Enden der Platten, so daß die bewickelten Platten entfernt
und neue Platten eingesetzt werden können. Ist dies geschehen und der Draht zum
Einlegen in die Drahthalter 6 bereit, so werden die Drahthalter zur Maschinenmitte
zurückgebracht. Dies wird durch Anheben des Arms 64 eingeleitet, uni den Mitnehmerfinger
66 aus dem Gewinde der Leitspindel 8 herauszuheben. Die Zurückführung der Supporte
von Hand zur Mitte der Maschine bringt auch die Rollen 68, die sich von den Nocken
7 5 lösen und wieder gegen die Platte legen, zur Mitte der Maschine.
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Wenn die verlangte Wicklung fertig ist, wird die Kupplung 59 automatisch
geöffnet, um die Maschine abzustellen. Hierfür ist an dem rechten Support ein Schraubenanschlag
76 vorgesehen (Fig.i2), der gegen die Stange 6o anschlägt und sie verschiebt. Ist
die Stange so weit verschoben, daß sie über den Arm 61 die Kupplung geöffnet hat,
so wird die Gleitstange 58 in ein zugeordnetes Loch der Stange 6o geschoben, die
dadurch blockiert wird. Der Draht wird nun an den Enden der gewickelten Platten
abgeschnitten. Gemäß Fig. 15 wird er zunächst in der Führungsrolle 57 an
der linken Seite abgeschnitten, so daß das aus dieser Rolle hervorragende Ende frei
wird, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Das andere, zur Vorratsspule
führende Drahtende wird zunächst mit der Hand festgehalten. Während des Bewickelns
der Platten ist die Drahtklemme 46 unter Anheben des Gewichtes 49 nach unten gezogen
worden und liegt nun in Fig. 15 dicht an der rechten Führungsrolle 57. Das
kurze Drahtende, das von'der Klemme gehalten wurde, wird von ihr abgenommen und
hängt frei herunter, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, während die
Klemme nun an dem von der Vorratsspule komtnenden Drahtende an der anderen Seite
befestigt wird. Die Klemme wird nun losgelassen und von dem Gewicht 49 wieder in
die Anfangsstellung nach Fig. 7 zurückgezogen. Auf diese Weise wird ein nette; Stück
Draht automatisch in abgemessener l.ätige von der Vorratsspule abgewickelt.
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Zum Abnehmen*ler gewickelten Platten werden die Backen der Klemmfutter
geöffnet, die äußeren Plattenenden von den sie durchragenden Stiften gelöst und
die Platten dann abgenommen, wobei eine von ihnen durch die Öffnung 3° des mittleren
hlenimftitters 3 hindurchgesteckt werden muß. Beim Abnehmen liegen die Platten gemäß
Fig. 16 zunächst mit den Enden aufeinander und der Draht befindet sich noch unter
dem Stift 55. Hat man ihn gelöst und die Platten herausgenommen, so werden sie um
9o° gedreht in die Stellung nach Fig. 17. Darauf werden sie um sich selbst
gedreht, wodurch eine weitere Windung an jeder Platte entsteht und die Platten gemäß
Fig. 18 näher aneinander kommen.
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Die Steigung der Wicklung an den Platten wird vorzugsweise zum schmalen
Ende hin allmählich kleiner. Dies ist bei, der Maschine nach der Erfindung leicht
möglich durch Veränderung der Steigung der Leitspindel und dadurch des seitlichen
Vorschubs der Drahthalter. Die Änderung der Steigung erfolgt vorzugsweise an den
Stellen, wo sich die Breite der Platte ändert. Dies zeigt das in Fig. 13 und 14
dargestellte Beispiel, wo das schmale Ende der Platte bei a mit kleiner Steigung
gewickelt ist durch entsprechend kleine Steigung A der Leitspindel. Das breitere
Ende der Platte bei b ist mit größerer Steigung gewickelt durch größeren Steigungswinkel
der Leitspindel, während zwischen dem schmalen und dem breiten Teil der Platte bei
c die Steigung des Drahtes von mittlerer Größe ist, entsprechend der Steigung C
der Leitspindel.
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Bei Bedarf kann der Draht zwischen jeder aufeinanderfolgernden Wicklung
auch automatisch abgeschnitten, abgemessen und wieder eingeführt werden.