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Maschine zum Bewickeln von Ringen mit schmiegsamem Wickelgut
Die Ringwickelmaschinen
dienen zum Bewickeln von geschlossenen oder offenen Ringen aus Eisen, Kunststoff,
keramischem Stoff, Holz, gebündeltem Metalidraht oder -blech mit Draht, Schnur,
Papier-oder Stoffband. Bisher bestanden sie aus einem an zwei Stellen seines Umfangs
zwangsläufig angetriebenen Laufring mit Offnung zur Einführung des zu bewickelnden
Ringes und einer Führungsrolle für das Wickelgut sowie aus einem Schiffchen in Ringform
mit gleicher Achse und von gleicher Größe wie der Laufring, welches das Wickelgut
trägt und beim Bewickeln des Ringes durch Reibung oder durch eine besondere Kupplung
vom Laufring mitgeschleppt wird. Um auf das Schiffchen möglichst viel Wickelgut
aufspulen zu können, pflegt man den Durchmesser von Schiffchen und Laufring wesentlich
größer zu machen, als der Querschnittsumfang des zu bewickelnden Ringes ist. Dabei
ist der zu bewickelnde Ring mit dem Ringpaar Spulen- und Laufring verkettet, derart,
daß das Ringpaar durch die Achse des zu bewickelnden Ringes läuft und fortwährend
Wickelgut um denselben herumlegt.
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Infolge der ungleichen Durchmesser der Ringe kommt der Austrittspunkt
des Wickelgutes aus dem Schiffchen bald näher, bald weiter von dem zu bewickelnden
Spulenring zu liegen, so daß die Drahtführungsrolle einmal sehr nah und das andere
Mal sehr weit weg um den Spulenring kreist. In der entfernten Stellung zieht sie
also aus dem Schiffchen mehr Draht heraus, als zu einer Drahtwindung nötig ist;
der Draht entspannt sich, wodurch sich die Windungen auf dem Spulenring lockern.
In diesem Augenblick wird das Schiffchen gebremst, bis wieder Wickelgut nachgezogen
werden muß.
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Diese Bremsung erfolgt zwangsläufig, aber praktisch nie zur richtigen
Zeit, da sich das Erfordernis des Nachziehens mit der Dickenzunahme der Wicklung
auf der Spule zeitlich verschi(ebt. Es ist deshalb unmöglich, auf solchen Maschinen
beispielsweise einen Ring mit mehreren Lagen feinen Drahtes unter gleichmäßigem
Drahtzug zu bewickeln.
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Nach der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Ringwickelmaschinen
dadurch vermieden, daß das seitlich neben dem Laufring koaxial angeordnete, gleich
große Schiffchen in wenigstens fünf auf Kugeln gelagerten Rollen geführt und mit
einer ungesteuerten, aber von Hand regelbaren Bremse versehen ist, durch welche
es während des Ringbewickelns gleichmäßig gebremst wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Drahtringwickelmaschine
nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. I die Maschine im Längsschnitt
und Fig. 2 dieselbe im Querschnitt, während Fig. 3 bis 5 in größerem Maßstab Querschnitt,
Seitenansicht und Draufsicht des Laufrings und des Schiffchens an der Stelle veranschaulichen,
wo der Draht vom Laufring aus dem Schiffchen herausgezogen wird.
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Laufring 1 und Schiffchen 2 haben zusammen einen Querschnitt, der
in einen Kreis hineinpaßt.
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Das Schiffchen ist mit der größeren Rille 4 zur Aufnahme des Wickeldrahtes
und der kleineren Führungsrille 3 versehen, in welche fünf doppelseitig von Kugellagern
6 getragene Leitrollen 5 eingreifen. Der Durchmesser dieser Leitrollen 5 ist mindestens
dreimal so groß wie der Durchmesser ihrer Achsen 7, da es wesentlich auf den leichten,
praktisch reibungslosen Lauf des Schiffchens 2 ankommt. Die Lager 6 sind in der
einen Wange 8 des Maschinens.tänders 10 befestigt, dessen andere Wange 9 die Kugellager
I I der gleichgebauten, gleich großen Leitrollen I2 des Laufrings I trägt.
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Die Wangen 8 und g des Ständers sind durch die Abdeckbleche I3, 14
zu einem geschlossenen Gehäuse verbunden. Das Schiffchen 2 ist mit einem herausnehmbaren
Segment 15 versehen, das bei der Einführung des mit dem Draht zu bewickelnden Ringes
I7 entfernt und dann wieder eingesetzt wird.
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Der Laufring I besitzt zu diesem Zweck eine gleich große, aber unverschliefihare
Lücke8, die hier an die gleiche Stelle gezeichnet ist wie das Segment I5 nämlich
dorthin, wo der Ring I7 eingeführt wird. Er ist ebenfalls mit einer schmalen Führungsrille
19 für die Leitrollen 12 versehen und besitzt außen einen Zahnkranz 20. Ferner trägt
er das zungenförmig über das Schiffchen 2 hinüberragende, mit einem Schrägschlitz
für den Draht versehene, gehärtete und polierte Drahtleitstück 2I und die Drahtleitrolle
22, von der der Wickeldraht I6 in langgezogener Krümmung praktisch reibungslos auf
den Ring I7 übergeht.
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Zur Überbrückung der Lücke I8 wird der Laufring I in bekannter Weise
von zwei weiter als die Lückenlänge voneinander entfernten Zahnrädern 23, 24 angetrieben.
Weitere Zwischenräder 25.26,27,28 führen zu den Wellen 29, 30, die ihren Antrieb
vom Elektromotor 31 über das Riemengetribe 32, 33, 34 erhalten. Die beiden Wellen
29 und 30 haben die gleiche Achse, hängen aber selbst nicht zusammen. Dagegen werden
sie durch das mit den beiden Rädern 27 und 28 kämmende Zahnrad 26 gekuppelt, das
mittels des Handgriffs 51 durch das Hebelwerk 35, 37 gegen den Zug der Feder 36
aus dem Eingriff geschwenkt werden kann.
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Von der Welle 30 aus wird mittels des Zahnrades 38 über ein in der
Zeichnung nicht sichtbares Zwischenräderwerk der Vorschub des zu bewickelnden Ringes
I7 angetrieben. Dieser Antrieb erfolgt über die Schnecke 39 und das Schneckenrad
40, das über ein Kardangelenk4I die schwenkbare Welle mit dem längs verstellbaren
Reibritzel 43 antreibt.
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Je nachdem dieses vom Ringhebel 44 gegen das obere Reibrad 45 oder
das untere, 46, gepreßt wird, dreht sich die Vorschubwelle 47 mit dem auf dem Arm
48 verstellbaren Ringträger 49 in der einen oder anderen Drehrichtung, entsprechend
dem Wicklungsschritt auf dem Ring 17.
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Um die Vorratsrille 4 des Schiffchens 2 mit Draht zu füllen, muß
es getrennt angetrieben werden. Das geschieht zugleich mit dem Ausrücken des Zahnrades
26 aus dem Eingriff mit den Rädern 27 und 28 durch Andrücken der Reibrolle 50 in
die Rille 3 des Schiffchens 2 mittels des bereits erwähnten gemeinsamen Handhebels
51, wodurch der sonst leer mitlaufende Riementrieb 52, 53, 54 das Schiffchen 2 in
verhältnismäßig rasche Drehung versetzt, und zwar in umgekehrter Richtung wie der
Laufring I arbeitet. Die Drehzahl wird zweckmäßig fünf- bis sechsmal so hoch gewählt
wie beim Ringwickeln. Durch das Ausrücken des Eingriffs der Zahnräder 26, 27 und
28 wird sowohl der Antrieb des Laufrings I als auch derjenige der Vorschubeinrichtung
38 bis 46 während des Aufspulens des Drahtes I6 stillgesetzt.
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Selbstverständlich wird während des Aufspulens auch die Bremse 55
vom Schiffchen 2 gelöst, und zwar durch Schwenken ihrer Tragstange 56 um die Achse
57. Beim Bewickeln des Ringes I7 dagegen muß die Bremse 55 mit einem gewissen, durch
radiales Verschieben der Tragstange 56 fein regelbaren Druck aufliegen, damit das
Schiffchen nicht infolge seiner Massenkraft schneller läuft, als der Draht von ihm
abgezogen wird. Irgendwelcher zwangsläufiger Steuerung während des Betriebes bedarf
die Bremse 55 jedoch nicht.
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Soll der Ring 17 sektorweise bewickelt werden, wie hier dargestellt,
so faßt man ihn in einer Froschklemme 58 und läßt den Vorschub nach je einer Wicklungsiage
des Wickeldrahtes auf dem betreffenden Sektor des Ringes I7, z. B. einer Ringhälfte,
durch Umlegen des Reibritzels 43 die Drehrichtung so lange ändern, bis die gewünschte
Windungs- bzw. Lagenzahl erreicht ist. Dann löst man den Ring I7 aus der Froschklemme
58 und spannt seine bewickelte Hälfte ein, so daß nunmehr die leere Hälfte vollgewickelt
werden kann.
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Statt dieser hin und her schwenkbaren Vorschubeinrichtung kann man
auf die Welle 4,7 auch eine
kontinuierlich sich weiterdrehende Vorrichtung
einsetzen.
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Zum Bewickeln eines Ringes mit Draht wird zunächst das Einsatzsegment
I5 aus dem Schiffchen herausgenommen und die Lücke mit der Lücke I8 des Laufrings
zur Deckung gebracht. Dann klemmt man den Ring I7 in die Froschklemme 58 und setzt
das Segment 15 wieder ein, worauf man den Ring I7 so zentriert, daß der Kreis, den
die Querschnitte des Schiffchens 2 und des Laufrings I miteinander bilden, in der
Achse des Ringes I7 liegt. Nunmehr wird der Drahtanfang am Schiffchen befestigt,
mittels des Hebels 51 das Zahnrad 26 ausgerückt und die Reibrolle 50 in die Rille
3 des Schiffchens 2 gedrückt; der Motor 3I wird in Gang gesetzt und so lange laufen
gelassen, bis auf dem Schiffchen die vorberechnete Zahl von Drahtwindungen aufgebracht
ist, was an einem in der Zeichnung fortgelassenen Windungszähler abgelesen werden
kann.
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Der Windungszähler kann mit einer Vorrichtung zum selbsttätigen Ausschalten
des Motors 3I nach Erreichen der Sollwindungszahl versehen sein. Nach Abstellen
des Motors, Bremsen des Schiffchens und Ausrücken der Rolle 50 aus der Rille 3 wird
das Drahtende, das denAnfang derRingwicklung bilden soll, über das Drahtleitstück
2I und die Rolle 22 gezogen und auf dem Ring I7 befestigt. Das Zahnrad26 ist durch
Loslassen des Handhebels 51 wieder in Eingriff mit den Rädern 27 und 28 gebracht
worden und der Motor 3I wieder angelassen sowie die Bremse 55 eingestellt. Der Motor
treibt nun über die Räder 23 und 24 den Laufring I an und zieht am Draht das Schiffchen
herum. Dessen Geschwindigkeit ändert sich fortwährend zwischen zwei Grenzwerten,
deren einer durch die größte und deren anderer durch die kleinste Entfernung der
augenblicklich bewickelten Stelle am Umfang des Ringes 17 von der Drahtleitrolle
22 bestimmt ist. Daher läuft das Schiffchen 2 beim Aufbringen der Wicklung auf die
Innenseite des Ringes 17 schneller und beim Aufbringen der Wicklung auf die Außenseite
des Ringes I7 langsamer als der Laufring I. Die Bremse 55 muß daher so eingestellt
werden, daß der Draht zwischen Ring 17 und Leitrolle22 immer gestrafft bleibt. Theoretisch
ist somit der Draht immer gleichmäßig mit der Reibungskraft der Bremse55 gespannt;
praktisch kommt dazu noch einmal pro Umdrehung die Kraft für die Beschleunigung
des Schiffchens 2 hinzu. Je leichter das Schiffchen läuft und je weniger und je
leichteres Wickelgut es enthält, um so genauer werden die theoretischen Voraussetzungen
erfüllt. Der leichte Lauf des Schiffchens wird einerseits durch die'Fünfzahl der
Laufrollen 5 sowie durch die Kugellagerung 6 der möglichst dünnen Rollenachsen 7
erfüllt, die allerhöchstens ein Drittel des Durchmessers der Laufrollen 5 selbst
aufweisen und mit dem Innenring der Kugellager verbunden sein sollen, anderseits
durch möglichst geringes Gewicht desselben gewährleistet.
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Der richtige Vorschub beim Wickeln wird durch axiales Verschieben
des Reibritzels 43 auf seiner Welle 42 eingestellt. Nach Bewickeln des vorgesehenen
Ringsektors, z. B. eines Halbrings, wird von Hand oder selbsttätig der Hebel 44
umgestellt, so daß das bisher an der Reibscheibe 46 laufende Ritzel 43 nunmehr an
die Reibscheibe45 angelegt und die Welle 47 daher in entgegengesetzter Richtung
weitergedreht wird.
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Soll der Ring 17 statt sektorweise fortlaufend bewickelt werden,
dann wird der Arm 48 mit dem Träger 49 von der Welle 47 abgezogen und eine das fortlaufende
Bewickeln des Ringes ermöglichende Tragvorrichtung aufgesetzt. Das Reibritzel 43
braucht dann nicht umgestellt zu werden.
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Die Zeichnung zeigt, wie gesagt, nur ein Ausführungsbeispiel für
die Erfindung, das weitgehende Abänderungen der Bauweise zuläßt. Bei entsprechender
Ausbildung des Schiffchens und der Leitvorrichtung kann die Maschine auch zum Bewickeln
eines Ringes mit Band oder Papierstreifen benutzt werden.