EP0171686A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen, Ringspulen, Ringkernteilen oder Ringspulenteilen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen, Ringspulen, Ringkernteilen oder Ringspulenteilen Download PDF

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EP0171686A1
EP0171686A1 EP85109426A EP85109426A EP0171686A1 EP 0171686 A1 EP0171686 A1 EP 0171686A1 EP 85109426 A EP85109426 A EP 85109426A EP 85109426 A EP85109426 A EP 85109426A EP 0171686 A1 EP0171686 A1 EP 0171686A1
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EP
European Patent Office
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transfer
winding material
toroidal
winding
storage unit
Prior art date
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EP85109426A
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English (en)
French (fr)
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EP0171686B1 (de
Inventor
Otto Graul
Michael Dressel
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Trench Germany GmbH
Original Assignee
MWB Messwandler Bau AG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/08—Winding conductors onto closed formers or cores, e.g. threading conductors through toroidal cores

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for winding toroidal cores, toroidal core coils, toroidal core parts or toroidal coil parts according to the preamble of claim 1.
  • a toroidal core for example the iron core of a toroidal core transformer
  • a winding material storage device designed as an open ring in that the ring of the winding material storage space surrounds the ring core and, when rotating about its own axis, the winding material stored on it wound up the toroid.
  • winding material storage rings can only be used if the length of the ring core is not very large, ie if its cross section is at least approximately square or if the ring core diameter is particularly large.
  • the toroid length can be a maximum be at most approximately the diameter of the storage ring and the clear width of the ring core must at least correspond to the radius of the storage ring.
  • at most one toroid can be wound with such a device, the length of which is approximately twice as large as its clear width.
  • the object of the present invention is to provide a method and a device suitable therefor with which toroidal cores, toroidal coils, toroidal core parts or toroidal coil parts can also be wound, the length of which is a multiple of their clear width.
  • the invention should also be suitable for solving the task of winding toroidal cores or toroidal coils with a small internal width or a small opening cross section. According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claims 1 and 10.
  • the length of the toroidal core to be wound, the toroidal coil to be wound, or the toroidal core parts or toroidal coil parts to be wound is only limited by the length of the transfer device or transfer devices.
  • a support arm 2 is provided on a stand 1, which has a support surface 3, which is designed in particular as a slide bed.
  • a support table 4 can be created on the latter, in particular along the support arm 2, and can be fixed in certain setting positions.
  • a toroidal core 5 designed as a coil or iron body to be wound is clamped or fastened in any other suitable manner.
  • the support table 4 is provided with a recess 6, the depth of which extends at least approximately over the diameter of the ring opening 7, that is to say over the clear width of an annular core 5, and cuts through the support table 4 on one side, here on the left front side 8.
  • supports 10, 11 are attached, in particular perpendicular to the support arm 2.
  • a support post 12, 13 is slidably mounted in the axial direction of the supports 10, 11, that is perpendicular to the support arm 2.
  • the support posts 12, 13 are each adjustable via an actuator 14, 15. If necessary, the support posts 12, 13 can be rigidly connected to one another via a connecting web 16 be coupled. The support posts 12, 13 can therefore also be adjusted together, if necessary by means of an actuator 17, which preferably engages in the center of the connecting web 16, perpendicular to the support arm 2.
  • a transfer device 20, 21 is slidably mounted perpendicular to the support posts 12, 13, that is, parallel to the support surface 3 on the support arm 2.
  • Each transfer device 20, 21 is adjustable via its own actuator 22, 23.
  • the transfer devices 20, 21 here each consist of a rod 24 or 25 coupled to the associated actuator 22 or 23, on the free ends 26 or 27 of which a take-up coupling 28 or 29 is attached. The latter can be coupled to a mating coupling part 30 or 31 of a carrier 32 of a winding material storage unit 33.
  • the carrier 32 consists of a support body 34 (FIG. 2) which is arranged vertically in the plane of the drawing and is therefore not visible here, one vertically attached to the latter the axis of rotation 35 projecting from the support body 34 and a second support body 36 rigidly attached to the free end thereof.
  • the counter-coupling parts 30 and 31 are provided at diametrically opposite points 37, 38 with respect to the axis of rotation 35.
  • Correspondingly attached position fixing elements 39 in the form of recesses and / or elevations, in the embodiment in the form of bores, are mounted in the second support body 36.
  • the coupling between the rods 24 and 25 and the carrier 32 consists of bayonet locks, pins 40 projecting laterally in the rod end and bores 41 and the bayonet angle slots 42 being provided in the support body 34.
  • the coupling is carried out by inserting the rod end into the bore 41 and then turning the rod 24 or 25 in the direction of arrow 43.
  • the position of the carrier 32 of the winding material storage unit 33 is fixed by inserting the ends 44 of fixing rods 45, 46 into bores 36 of the second support body 36.
  • the fixing rod 45 or 46 is, for example, connected to the actuator 22 or 23 and the support post 12 or 13 connected guide head 47 or 48 rigidly coupled to the rod 24 or 25.
  • a guide lever 49 is rotatably mounted on the axis of rotation 35. This is used to hold a supply roll 50, which is rigidly or rotatably mounted at one end, for a winding material 51.
  • the guide lever 49 also serves to hold a pressure roll 52 rotatably mounted on it, if this is not mounted directly on the axis of rotation 36, as in Embodiment is the case.
  • the pressure roller 52 can also be arranged on the part of the guide lever 49 which is extended beyond the axis of rotation 35.
  • the supply roller 50 and the pressure roller 52 are arranged here in such a way that the former is further away from the axis of rotation 35 than the pressure roller 52. If only one supply roller 50 is used instead of the two rollers 50, 52, this is also the pressure roller and it is then mounted on the axis of rotation 35.
  • the supply roll 50 can be designed in two parts according to FIG. 3, one part 501 on the guide arm is rigidly or rotatably supported at 49 and the other part 502 can be screwed in in the former or both parts 501, 502 can be connected to one another in an otherwise suitable manner, for example via a resilient tensioning member. As a result, a sleeve 53 wound with material to be wound 51 can be pushed onto the supply roll 50 easily and quickly and held in the correct position.
  • a washer 55 is provided on a flange side next to or on the one roller flange 54 of the supply roller 50. This can also be formed by the roller flange 54 itself.
  • the roller flange 54 or the support disk 55 or at least its edge 56 is made of a material that has a low coefficient of friction, such as brass, polyamide, Teflon or the like.
  • the support disk 55 is rotatably mounted so that when it is in contact with the toroidal core 5 there is no great friction during the winding process.
  • the upper transfer device 20 is then moved upward and the lower transfer device 21 is moved downward.
  • the rods 24, 25 are moved so far to the right by the actuators 14, 15 or by the actuator 17 that the pressure roller 52 bears against the inner wall 57 of the toroidal core 5, the toroidal coil or the like under at least slight pressure.
  • the pressure roller 52 is therefore rotated clockwise.
  • the winding material 51 is pulled off the supply roll 50 located in front of the pressure roller 52 in the direction of movement and pressed onto the inner wall 57, for example when a self-adhesive tape is used, glued there.
  • the winding material 51 is placed in such a way that it is pulled off from the side applied to the inner wall 57.
  • a torque acting clockwise is generated on the guide lever 49.
  • the supply roll 50 with its flange edge or the support disk 55 with its edge 56 is pressed slightly against the inner wall 57.
  • the supply roll 50 is rolled around this inner edge 57 to the upper end face 59 of the ring core 5 as a result of the aforementioned torque, and then also the Pressure roller 52 automatically rolls by moving the upper and preferably also the lower transfer device 20 or 21 to the right and the movement of the transfer device 20 upwards and that of the transfer device 21 downwards.
  • both transfer devices 20, 21 reach a second transfer point U 2, shown in FIG. 7, at which the lower transfer device 21 couples to the support body 34 and the upper transfer device 20 decouples.
  • the two transfer devices 20, 21 are then removed from one another by moving the lower one downward and the upper one upward.
  • the bypass of the lower outer edge 61, the lower end face 62 and the lower inner edge 63 is carried out in the same way as on the upper outer edge 60 and on the upper end face 59, except that the two transfer devices 20, 21 are now moved to the left.
  • the transfer devices 20, 21 are always guided at a distance from the toroidal core 5 so that a slight pressure of the winding material storage unit 33 against the toroidal core 5 is always possible.
  • the toroidal core 5 In order to be able to wind the toroidal core 5 over its entire length, it can be rotated by hand on the support table 4 or can be rotated about its central axis 64 by a suitable device.
  • the rotation can take place in such a way that, for example, a winding wire is wound on the inner wall 57 without spacing or closely adjacent, or that an insulating tape or a winding tape is applied in such a way that it is wound overlapping or not overlapping on the outer wall 65.
  • the transfer devices 20, 21 are moved by the actuators 14, 22 or 15, 23 assigned to them in such a way that they provide predetermined distances, for example a, b, c, and a ', b' , c 'run through at the same times.
  • the distances to be covered are therefore advantageously of the same length and, in particular, the same length for each direction of movement, i.e. symmetrical with respect to a center line.
  • the transfer points are therefore preferably in the region of the center lines, i.e. at e.g. provided in the middle of the length of the toroid 5. In the exemplary embodiment, this is achieved in that the first transfer point U 1 is provided at least approximately in the center inside and the second transfer point U 2 at least approximately in the center outside the toroidal core 5.
  • toroidal cores 5 with a relatively small diameter of the ring opening 7 can still be wound.
  • Hydraulic, electrical, pneumatic or mixed drive servos are suitable as actuators 14, 15 or 17.
  • Pneumatic drives are particularly advantageous since, due to their resilient properties, the pressure roller 52 and / or the supply roller 50 and / or the support disc 55 on the toroidal core 5 can be easily and gently pressed as desired.
  • the two bayonet angle slots 42 diametrically opposite one another on the support body 34 with respect to the axis of rotation 35 are provided in opposite directions, so that each rod 24 can be coupled by a right or a left turn.
  • both bayonet catches are attached to the left or right-hand side.
  • clamping couplings can also be provided, for example in the manner of collets or clamps.
  • the method according to the invention and the device according to the invention are suitable for any type of winding, insulation, bandaging or the like of toroidal cores, toroidal coils, toroidal core parts or toroidal coil parts.
  • Ring cores or ring coils are understood here to mean completely closed cores or coils of any geometric arrangement or bridged by air gaps. In addition to annular cores and coils, those with an oval or polyhedral configuration can also be wound, insulated or bandaged.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen, Ringspulen, Ringkernteilen oder Ringspulenteilen, insbesondere von Ringkerntransformatoren oder Ringkernwandlern, wobei die Vorrichtung eine Wickelgutspeichereinheit (33) aufweist, die mittels zweier Übergabevorrichtungen (20, 21) abwechselnd ein Stück um den Ringkern (5) bewegt wird. Dabei wird auf einer Vorratsrolle (50) vorhandenes Wickelgut (51) abund auf den Ringkern (5) aufgewickelt. Die Übergabevorrichtungen (20, 21) bewegen sich dabei gegengleich zwischen zwei Übergabestellen (Ü1, Ü2) und werden dort mit der jeweiligen Übergabevorrichtung (20 bzw. 21) entkoppelt bzw. gekoppelt. Die Wickelgutspeichereinheit (33) wird dabei als Baueinheit bei jeder Windung durch die Ringöffnung (7) des Ringkernes (5) bzw. der Ringspule oder dergleichen geführt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen, Ringkernspulen, Ringkernteilen oder Ringspulenteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Es sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, bei denen ein Ringkern,beispielsweise der Eisenkern eines Ringkerntransformators, mittels eines als offener Ring ausgebildeten Wickelgutspeichers dadurch bewickelt wird, daß der Ring des Wickelgutspeichers den Ringkern umgibt und beim Drehen um seine eigene Achse das auf ihm gespeicherte Wickelgut auf den Ringkern aufwickelt. Derartige Wickelgutspeicherringe sind jedoch nur dann einsetzbar, wenn die Länge des Ringkerres nicht sehr groß ist, d.h. wenn dessen Querschnitt wenigstens annähernd quadratisch ist oder wenn der Ringkerndurchmesser besonders groß ist. Maximal kann die Ringkernlänge jedoch höchstens annähernd dem Durchmesser des Speicherringes betragen und die lichte Weite des Ringkernes muß mindestens dem Radius des Speicherringes entsprechen. Somit kann mit einer derartigen Vorrichtung höchstens ein Ringkern bewickelt werden, dessen Länge etwa doppelt so groß ist wie seine lichte Weite.
  • Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Verfahren und eine dafür geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. der auch Ringkerne, Ringspulen, Ringkernteile oder Ringspulenteile bewickelt werden können, deren Länge ein Vielfaches ihrer lichten Weite beträgt. Insbesondere soll die Erfindung auch zur Lösung der Aufgabe geeignet sein, Ringkerne oder Ringspulen mit kleiner lichter Weite bzw. kleinem Öffnungsquerschnitt zu bewickeln. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Länge des zu bewickelnden Ringkernes, der zu bewickelnden Ringspule, bzw. der zu bewickelnden Ringkernteile oder Ringspulenteile nur noch durch die Länge der Übergabevorrichtung bzw. Übergabevorrichtungen begrenzt.
  • Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Hierbei zeigen:
    • Figur 1 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von der Seite gesehen
    • Figur 2 eine Wickelgutspeichereinheit mit einer Bajonettkupplung und mit den Übernahmekupplungen in der Ansicht auf die Stirnfläche einer Rolle,
    • Figur 2 a eine Draufsicht auf den Tragkörper der Wickelgutspeichereinheit gemäß Figur 2,
    • Figur 3 eine Vorratsrolle im Schnitt und die Figuren
    • 4 bis 7 den Wickelprozeßablauf in verschiedenen Verfahrensstufen.
  • In Figur 1 ist an einem Ständer 1 ein Tragarm 2 vorgesehen, der eine insbesondere als Schlittenbett ausgebildete Auflagefläche 3 aufweist. An letzterer ist ein Tragtisch 4 insbesondere längs des Tragarmes 2 erstellbar und in bestimmten Einstellagen fixierbar angeordnet. Auf dem Tragtisch 4 ist ein beispielsweise als zu bewickelnder Spulen- oder Eisenkörper ausgebildeter Ringkern 5 aufgespannt oder in sonst geeigneter Weise befestigt. Der Tragtisch 4 ist mit einer Aussparung 6 versehen, deren Tiefe sich wenigstens annähernd über den Durchmesser der Ringöffnung 7, also über die lichte Weite eines Ringkerns 5 erstreckt und den Tragtisch 4 an einer Seite, hier an der linken Frontseite 8, durchtrennt.
  • An den Enden 9 des Tragarmes 2 sind Stützen 10, 11, insbesondere senkrecht zum Tragarm 2 angebracht. In oder an diesen Stützen 10, 11 ist je ein Tragpfosten 12, 13 in Achsrichtung der Stützen 10, 11, also senkrecht zum Tragarm 2,verschiebbar gelagert. Die Tragpfosten 12, 13 sind über je einen Stellantrieb 14, 15 verstellbar. Gegebenenfalls können die Tragpfosten 12, 13 über einen Verbindungssteg 16 miteinander starr gekuppelt sein. Die Tragpfosten 12, 13 können daher auch gemeinsam, gegebenenfalls mittels eines vorzugsweise mittig am Verbindungssteg 16 angreifenden Stellantriebs 17 senkrecht zum Tragarm 2 verstellt werden.
  • An den freien Enden 18,19 der Tragpfosten 12, 13 ist je eine Übergabevorrichtung 20, 21 senkrecht zu den Tragpfosten 12, 13, also parallel zu der Auflagefläche 3 am Tragarm 2 verschiebbar gelagert. Jede Ubergabevorrichtung 20, 21 ist über einen eigenen Stellantrieb 22, 23 verstellbar. Die Übergabevorrichtungen 20, 21 bestehen hier aus je einem mit dem zugeordneten Stellantrieb 22 bzw. 23 gekoppelten Stab 24 bzw. 25, an deren freien Enden 26 bzw. 27 je eine Übernahmekupplung 28 bzw. 29 angebracht ist. Letztere ist mit einem Gegenkupplungsteil 30 bzw. 31 eines Trägers 32 einer Wickelgutspeichereinheit 33 kuppelbar.
  • Zur besseren Lagefixierung, insbesondere um ein Kippen des Trägers 32 auf einer Übernahmekupplung 28 bzw. 29 zu verhindern, besteht der Träger 32 aus einem in der Zeichenebene senkrecht angeordneten und daher hier nicht sichtbaren Tragkörper 34 (Figur 2), einer an diesem befestigten, senkrecht zum Tragkörper 34 abstehenden Drehachse 35 und einem am freien Ende derselben starr befestigten, zweiten Tragkörper 36. Im ersteren Tragkörper 34 sind bezüglich der Drehachse 35 an diametral gegenüberliegenden Stellen 37, 38 die Gegenkupplungsteile 30 bzw. 31 vorgesehen. Im zweiten Tragkörper 36 sind entsprechend angebrachte Lagefixierelemente 39 in Form von Aussparungen und/oder Erhöhungen, beim Ausführungsbeispiel in Form von Bohrungen, angebracht.
  • Wie in Figur 2 dargestellt, besteht die Kupplung zwischen den Stäben 24 bzw. 25 und dem Träger 32 aus Bajonettverschlüssen, wobei im Stabende seitlich abstehende Stifte 40 und im Tragkörper 34 Bohrungen 41 und die Bajonettwinkelschlitze 42 vorgesehen sind. Die Kupplung erfolgt durch Einstecken des Stabendes in die Bohrung 41 und anschließendes Verdrehen des Stabes 24 bzw. 25 in Richtung des Pfeiles 43.
  • Die Lagefixierung des Trägers 32 der Wickelgutspeichereinheit 33 erfolgt durch Einsetzen der Enden 44 von Fixierstäben 45, 46 in Bohrungen 36 des zweiten Tragkörpers 36. Der Fixierstab 45 bzw. 46 ist beispielsweise über einen mit dem Stellantrieb 22 bzw. 23 und dem Tragpfosten 12 bzw. 13 verbundenen Führungskopf 47 bzw. 48 mit dem Stab 24 bzw. 25 starr gekuppelt.
  • Auf der Drehachse 35 ist ein Filhrungshebel 49 drehbar gelagert. Dieser dient zur Halterung einer an ihrem einen Ende starr oder drehbar gelagerten Vorratsrolle 50 für ein Wickelgut 51. Andererseits dient der Führungshebel 49 auch zur Halterung einer an ihm drehbar gelagerten Andrückrolle 52, wenn diese nicht unmittelbar auf der Drehachse 36 gelagert ist, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fall ist. Gegebenenfalls kann die Andrückrolle 52 auch auf dem über die Drehachse 35 hinaus verlängerten Teil des Führungshebels 49 angeordnet sein. Die Vorratsrolle 50 und die Andrückrolle 52 sind hier so angeordnet, daß erstere weiter von der Drehachse 35 entfernt ist als die Andrückrolle 52. Wird anstelle der beiden Rollen 50, 52 nur eine Vorratsrolle 50 verwendet, so ist diese zugleich die Andrückrolle und sie ist dann auf der Drehachse 35 gelagert.
  • Die Vorratsrolle 50 kann gemäß Figur 3 zweiteilig ausgeführt sein, wobei das eine Teil 501 am Führungshebei 49 starr oder drehbar gehaltert ist und das andere Teil 502 in ersteres einschraubbar ist oder beide Teile 501, 502 in sonst geeigneter Weise, beispielsweise über ein federndes Spannglied, miteinander verbindbar sind. Hierdurch kann auf die Vorratsrolle 50 leicht und schnell eine mit Wickelgut 51 bewickelte Hülse 53 aufgeschoben und lagerichtig gehaltert werden.
  • Auf einer Flanschseite ist neben oder auf dem einen Rollenflansch 54 der Vorratsrolle 50 eine Auflagescheibe 55 vorgesehen. Diese kann auch vom Rollenflansch 54 selbst gebildet sein. Vorzugsweise besteht der Rollenflansch 54 bzw. die Auflagescheibe 55 oder zumindest deren Rand 56 aus einem Material, das einen geringen Reibungskoeffizienten besitzt, wie beispielsweise Messing, Polyamid, Teflon oder dgl. Auch ist die Auflagescheibe 55 drehbar angebracht, so daß beim Anliegen am Ringkern 5 während des Wickelvorgangs keine große Reibung entsteht.
  • Das nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Wickelverfahren wird mit der vorgenannten Vorrichtung wie folgt durchgeführt:
    • In Figur 4 ist die Vorrichtung im Augenblick der Übergabe der Wickelgutspeichereinheit 33 von der unteren Übergabevorrichtung 21 auf die obere Übergabevorrichtung 20 dargestellt. Zuvor ist die untere Übergabevorrichtung 21 nach oben und die obere Übergabevorrichtung 20 nach unten bewegt worden, wobei die Wickelgutspeichereinheit 33 mit der unteren Übergabevorrichtung 21 gekuppelt ist. Beide Übergabevorrichtungen 20, 21 befinden sich daher an einer ersten Übergabestelle Ü 1. Nach dem Einsetzen der Übernahmekupplung 28 in die Gegenkupplung 20 des Tragkörpers 34 und bei einer Bajonettkupplung nach dem Drehen des Stabes 24 ist die Wickelgutspeichereinheit 33 mit der Übergabevorrichtung 20 gekuppelt. Zugleich oder anschließend wird die untere Übergabevorrichtung 21 durch Drehen des Stabes 25 in Öffnungsrichtung vom Tragkörper 34 abgekoppelt.
  • Hierauf wird die obere Übergabevorrichtung 20 nach oben und die untere Übergabevorrichtung 21 nach unten bewegt. Die Stäbe 24, 25 sind durch die Stellantriebe 14, 15 bzw. durch den Stellantrieb 17 so weit nach rechts bewegt, daß die Andrückrolle 52 an der Innenwand 57 des Ringkernes 5, der Ringspule oder dgl. unter zumindest geringem Druck anliegt. Beim Nachobenbewegen wird daher die Andrückrolle 52 im Uhrzeigersinn gedreht. Dabei wird von der in Bewegungsrichtung vor der Andrückrolle 52 befindlichen Vorratsrolle 50 das Wickelgut 51 abgezogen und an die Innenwand 57 angedrückt, beispielsweise bei Verwendung eines einseitig selbstklebenden Bandes dort angeklebt.
  • Das Wickelgut 51 ist so aufgelegt, daß es von der der Innenwand 57 angewandten Seite abgezogen wird. Insbesondere bei Verwendung eines einseitig selbstklebenden Bandes, dessen Klebeseite auf der Vorratsrolle 50 nach innen weist, wird dadurch auf den Führungshebel 49 ein im Uhrzeigersinn wirkendes Moment erzeugt. Hierdurch wird die Vorratsrolle 50 mit ihrem Flanschrand bzw. die Auflagescheibe 55 mit ihrem Rand 56 leicht gegen die Innenwand 57 gedrückt. Durch diese Maßnahmen wird außerdem ein kontinuierliches Abwickeln des Wickelgutes 51 von der Wickelrolle erreicht. Gleichzeitig gleitet die Vorratsrolle 50 bzw. die Auflagescheibe 55 an der Innenwand 57 entlang, wobei die Vorratsrolle 50 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Bei einer drehbar angebrachten Andrückrolle 55 rollt diese mit ihrem Rand 56 auf der Innenwand 57 des Ringkernes 5 ab.
  • Ist nun, wie die Figur 5 zeigt, die obere Übergabevorrichtung 20 an der oberen Innenkante 58 des Ringkerres 5 angelangt, dann wird die Vorratsrolle 50 infolge des vorstehend erwähnten Drehmoments um diese Innenkante 57 herum zuroberen Stirnfläche 59 des Ringkernes 5 gerollt und anschließend wird auch die Andrückrolle 52 automatisch gerollt, indem die obere und vorzugsweise zugleich auch die untere Übergabevorrichtung 20 bzw. 21 nach rechts bewegt werden und die Bewegung der Übergabevorrichtung 20 nach oben und die der Übergabevorrichtung 21 nach unten gestoppt wird.
  • Beim Weiterbewegen der beiden Übergabevorrichtungen 20, 21 nach rechts wiederholt sich der Umlenkvorgang an der oberen Außenkante 60 des Ringkernes 5, wie in Figur 6 dargestellt.
  • Anschließend wird die obere Übergabevorrichtung 20 nach unten und die untere Übergabevorrichtung 21 nach oben bewegt und die seitliche Bewegung nach rechts gestoppt. Schließlich erreichen beide Übergabevorrichtungen 20, 21 einein Figur 7 gezeigte zweite Übergabestelle U 2, an der die untere Übergabevorrichtung 21 mit dem Tragkörper 34 koppelt und die obere Übergabevorrichtung 20 entkoppelt. Hierauf werden beide Übergabevorrichtungen 20, 21 voneinander entfernt, indem die untere nach unten und die obere nach oben bewegt wird. Die Umfahrung der unteren Außenkante 61, der unteren Stirnfläche 62 und der unteren Innenkante 63 erfolgt entsprechend wie an der oberen Außenkante 60 bzw. an der oberen Stirnfläche 59, nur daß die beiden Übergabevorrichtungen 20, 21 jetzt dabei nach links bewegt werden.
  • Schließlich wird wieder die erste Übergabestelle Ü 1 erreicht, sodaß eine volle Windung des Wickelgutes 51 auf den Ringkern 5 aufgebracht ist.
  • Wie leicht einzusehen, können auf diese Weise auch sehr lange Spulen bzw. Ringkerne bewickelt werden, da diese nur von einer geeigneten Übergabevorrichtung, beim Ausführungsbeispiel von der Einstecklänge der Stäbe 24 bzw. 25 abhängt.
  • Beim Wickelvorgang sind die Übergabevorrichtungen 20, 21 immer im Abstand vom Ringkern 5 so geführt, daß immer ein leichter Andruck der Wickelgutspeichereinheit 33 an den Ringkern 5 möglich ist.
  • Um den Ringkern 5 über seine ganze Länge bewickeln zu können, ist dieser auf dem Tragtisch 4 von Hand drehbar oder durch eine geeignete Einrichtung um seine Zentralachse 64 drehbar montiert. Die Drehung kann dabei so erfolgen, daß beispielsweise ein Wickeldraht an der Innenwand 57 abstandslos oder eng benachbart gewickelt wird oder daß dabei ein Isolier- oder ein Wickelband so aufgebracht wird, daß es an der Außenwand 65 überlappend oder nicht überlappend gewickelt wird.
  • Um eine möglichst schnelle Bewicklung vornehmen zu können, werden die Übergabevorrichtungen 20, 21 so durch die ihnen zugeordneten Stellantriebe 14, 22 bzw. 15, 23 bewegt, daß sie ihm vorgegebenen Wegstrecken, beispielsweise a, b, c, und a', b', c' in gleichen Zeiten durchlaufen. Vorteilhaft sind daher die zurückzulegenden Wegstrecken gleich lang und insbesondere je Bewegungsrichtung gleich lang, also bezüglich einer Mittellinie symmetrisch.Vorzugsweise sind die Übergabestellen daher im Bereich der Mittelinien, also beispielsweise jeweilsin der Mitte der Länge des Ringkernes 5 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel ist dies dadurch erreicht, daß die erste Übergabestelle Ü 1 wenigstens annähernd in der Mitte innerhalb und die zweite Übergabestelle U 2 wenigstens annähernd in der Mitte außerhalb des Ringkernes 5 vorgesehen ist.
  • Durch die insbesondere stabförmige Ausbildung des die Übergabekupplung aufweisenden Teils der Übergabevorrichtungen 20, 21 und die mögliche schmale Bauweise der Wickelgutspeichereinheit können noch Ringkerne 5 mit relativ kleinem Durchmesser der Ringöffnung 7 bewickelt werden.
  • Prinzipiell ist es auch möglich, mehr als zwei Übergabevorrichtungen vorzusehen, beispielsweise je eine für innen und außen und je eine für die obere und die untere Stirnfläche. Diese Anordnung kann insbesondere bei sehr großen Ringkernen vorteilhaft sein.
  • Auch besteht die Möglichkeit, anstatt des Antriebes der Übergabevorrichtungen 20, 21 bzw. der Übergabekupplungen 28, 29 in zwei, insbesondere senkrecht zueinander stehenden Koordinaten, eine Mehrkoordinatensteuerung vorzusehen.
  • Als Stellantriebe 14, 15 bzw. 17 eignen sich hydraulische, elektrische, pneumatische oder gemischte Antriebsservos. Besonders vorteilhaft sind pneumatische Antriebe, da infolge der federnden Eigenschaften derselben das sanfte und trotzdem je nach Wunsch kräftige Anliegen der Andruckrolle 52 und/oder der Vorratsrolle 50 und/oder der Auflagescheibe 55 am Ringkern 5 leicht steuerbar ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind bei Anwendung von Bajonettkupplungen die beiden am Tragkörper 34 bezüglich der Drehachse 35 einander diametral gegenüberliegenden Bajonettwinkelschlitze 42 zueinander gegenläufig vorgesehen, so daß jeder Stab 24 durch eine Rechts- oder durch eine Linksdrehung gekuppelt werden kann. Beide Bajonettverschlüsse sind also in diesem Fall links- oder rechtsgängig angebrach Anstelle der Bajonettverschlüsse können auch Klemmkuprlungen, beispielsweise nach Art von Spannzangen oder Spannpratzen vorgesehen sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen sich für jede Art von Bewicklung, Isolierung, Bandagierung oder dgl. von Ringkernen, Ringspulen, Ringkernteilen oder Ringspulenteilen.
  • Unter Ringkernen oder Ringspulen werden hier vollkommen geschlossene oder durch Luftspalte überbrückte Kerne oder Spulen beliebiger geometrischer Anordnungen verstanden. Neben kreisringförmigen Kernen und Spulen können auch solche mit ovaler oder polyederförmiger Ausgestaltung bewickelt, isoliert oder bandagiert werden.

Claims (31)

1. Verfahren zum Bewickeln von Ringkernen, Ringspulen, Ringkernteilen oder Ringspulenteilen, insbesondere von Ringkerntransformatoren oder Ringkernwandlern, mit einem Wickelgut, das zunächst auf einen Wickelgutspeicher aufgebracht und anschließend der Wickelgutspeicher um den Ringkern, die Ringspule oder dgl. bewegt wird, wobei das Wickelgut abgewickelt und auf den Ringkern, die Ringspule oder dgl. aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wickelgutspeichereinheit (33) verwendet wird, deren Abmessungen kleiner sind als die Ringöffnung (7) und die als Baueinheit durch die Ringöffnung (7) hindurchbewegbar ist, daß die Wickelgutspeichereinheit (33) um den Ringkern (5), die Ringspule oder dgl. bewegt wird, indem diese abwechselnd von einer ersten Übergabevorrichtung (21) auf wenigstens eine zweite Übergabevorrichtung (20) übergeben wird, indem die Übergabevorrichtungen (20, 21) sich aufeinander zu bewegen, dann die Wickelgutspeichereinheit (33) an einer ersten Übergabestelle (U 1) von der ersten auf die zweite Übergabevorrichtung (20) übergeben wird, anschließend die Übergabevorrichtungen (20, 21) sich voneinander weg bewegen, wobei die die Wickelgutspeichereinheit (33) tragende zweite Übergabevorrichtung (20) in Wickelrichtung im Abstand vom Ringkern (5) so bewegt wird, daß die Wickelgutspeichereinheit (33) am Ringkern (5) abrollt und dabei das Wickelgut (51) von der Wickelgutspeichereinheit (33) ab- und auf den Ringkern (5) aufgewickelt wird, daß gleichzeitig die erste Übergabevorrichtung (21) entgegen dem Wickelsinn sich auf die zweite Übergabevorrichtung (20) zu bewegt und beide sich einer zweiten Übergabestelle (Ü 2) nähern, daß an der zweiten Übergabestelle (Ü 2) die Wickelgutspeichereinheit (33) von der ersten Übergabevorrichtung (21) übernommen und in Wickelrichtung so im Abstand vom Ringkern (5) weiterbewegt wird, daß die Wickelgutspeichereinheit (33) weiter am Ringkern (5) abrollt und dabei das Wickelgut (51) weiter von der Wickelgutspeichereinheit (33) ab- und auf den Ringkern (5) aufgewickelt wird, daß gleichzeitig die zweite Übergabevorrichtung (20) sich entgegen der Wickelrichtung am Ringkern (5) entlang, jedoch gegebenenfalls im Abstand davon, zur ersten Übergabestelle (Ü 1) bewegt und daß sich dieser gesamte Verfahrensablauf wiederholt bis die aufzubringende Windungszahl erreicht ist, wobei gegebenenfalls der Ringkern (5) relativ zu den Übergabevorrichtungen (20, 21) um seine Zentralachse (64) gedreht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabevorrichtungen (20, 21) über eine vorgegebene Weglänge (a+b+c bzw. a'+b'+c') in gleichen Zeiträumen bewegt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabevorrichtungen (20, 21) über jeweils eine gleiche Weglänge (a,b,c; a',b',c') in gleichen Zeiträumen bewegt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei Übergabevorrichtungen (20, 21) die eine Übergabestelle (Ü 2) außerhalb und die andere Übergabestelle (U 1) innerhalb des Ringkernes (5) jeweils zumindest annähernd in der Mitte der Ringkernlänge vorgesehen werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wickelgutspeichereinheit (33) mit einer Vorratsrolle (50) und mit einer Andrückrolle (52) verwendet wird, daß beim Wickeln das Wickelgut (51) von der Vorratsrolle (50) auf die Andrückrolle (52) so übergeben wird, daß das Wickelgut (51) beim Andrücken der Andrückrolle (52) gegen den Ringkern (5) zwischen diesem und der Andrückrolle (52) zu liegen kommt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorratsrolle (50) und eine Andrückrolle (52) verwendet wird, die durch die Ringöffnung (7) passen und beide so gekoppelt und geführt werden, daß sie beim Wickelvorgang zumindest in der Ringöffnung (7) hintereinander herlaufen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei relativer Drehung zwischen dem Ringkern (5) und den Übergabevorrichtungen (20, 21) durch Drehung des Ringkernes (5) um dessen Zentralachse (64) diese Drehung so ausgeführt wird, daß aufeinanderfolgende Windungen des Wickelguts (51) innen am Ringkern (5) eng aneinander liegen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei relativer Drehung zwischen dem Ringkern (5) und den Übergabevorrichtungen (20, 21) durch Drehung des Ringkernes (5) um dessen Zentralachse (64) diese Drehung so ausgeführt wird, daß beim Verwickeln eines bandförmigen Wickelgutes (51) das Wickelgut (51) aufeinanderfolgender Windungen außen am Ringkern (5) überlappend aufgewickelt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Wickelgut (51) ein selbstklebendes Band verwendet wird, das auf der Vorratsrolle (50) mit der Klebeseite nach innen aufgewickelt wird und auf die Andrückrolle (52) mit der Klebeseite nach außen übertragen wird.
10. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Wickelgutspeichereinheit (33) mit einer an einem Träger (32) drehbar befestigten, mit Wickelgut (51) bewickelten Vorratsrolle (50) aufweist, daß die Wickelgutspeichereinheit (33) kleiner ist als die Ringöffnung (7) eines zu bewickelnden Ringkernes (5) einer Ringspule oder dgl., daß zwei Übergabevorrichtungen (20, 21) mit je einer Übernahmekupplung (28, 29) vorgesehen sind, die mit entsprechenden Gegenkupplungsteilen (30, 31) der Wickelgutspeichereinheit (33) kuppelbar und entkuppelbar sind, daß die Übergabevorrichtungen (20, 21) derart in wenigstens zwei Koordinaten bewegbar gelagert und antreibbar sind, daß jede Übergabevorrichtung (20, 21) die Wickelgutspeichereinheit (33) entlang eines Teils des Umfangs des zu bewickelnden Ringkernes (5), der Ringspule oder dgl. transportieren kann, daß die Wickelgutspeichereinheit (33) an zwei auf einer Umschlingungsbahn (a+b+c; c'+b'+a') liegenden Übergabestellen (U 1, Ü 2) von der einen Übergabevorrichtung (20 bzw. 21) auf die andere (21 bzw. 20) übergeben werden kann und die Übergabevorrichtungen (20, 21) von den Übergabestellen (Ü 1, Ü 2) aus gegenläufig antreibbar sind und sich an der jeweils nächsten Übergabestelle (Ü 2 bzw. Ü 1) so weit nähern können, daß die eine Übergabevorrichtung (20 bzw. 21) mit der Wickelgutspeichereinheit (33) kuppeln und die andere (21 bzw. 20) entkuppeln kann und daß Übernahmekupplungen (28, 29) der Übergabevorrichtungen (20, 21) derart steuerbar sind, daß die Wickelgutspeichereinheit (33) mit der jeweils in Wickelrichtung antreibbaren Übergabevorrichtung (20 bzw. 21) kuppelbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabevorrichtungen (20, 21) parallel zur Zentralachse (64) des Ringkernes (5) und quer, insbesondere senkrecht dazu in Richtung zum Ringkern (5) hin- oder von diesem wegbewegbar angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die je volle Windung von jeder Übergabevorrichtung (20, 21) zurückzulegende Weglänge (a+b+c; a'+b'+c')gleich.groB ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegstrecken (a,a'; b,b'; c,c') bezüglich der zwischen den Übergabestellen (Ü 1, Ü 2) gedachten Verbindungslinie spiegelbildlich symmetrisch ausgebildet sind und die eine Übergabevorrichtung (20 bzw. 21) ihre zugeordnete Wegstrecke (a,b,c; a;b',c') gegenläufig zur anderen Übergabevorrichtung (21 bzw. 20) und gleichzeitig mit dieser durchlaufen kann.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Übergabestelle (Ü 2) außerhalb und die andere Übergabestelle (U 1) innerhalb des Ringkernes (5) jeweils wenigstens annähernd in der Mitte der Ringlänge vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (32) aus einem Tragkörper (34) mit einer senkrecht dazu angeordneten Drehachse (35) besteht und an zwei bezüglich der Drehachse (35) einander diametral gegenüberliegenden Stellen (37, 38) je ein Gegenkupplungsteil (30, 31) vorgesehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Drehachse (35) ein weiterer Tragkörper (36) starr befestigt ist, der an gegenüberliegenden Stellen (37, 38) wenigstens je eine lagefixierende Aussparung (39) und/oder Erhebung aufweist, die beim Kuppeln mit einem gegengleich ausgebildeten, mit der Übergabevorrichtung (20, 21) verbundenen Lagefixierelement (44) in Wirkverbindung bringbar ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jede Übergabevorrichtung (20, 21) aus einem Stab (24, 25) besteht, an dessen dem Ringkern (5) zugewandten Ende (26, 27) eine Übernahmekupplung (28, 29) angebracht ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab (24, 25) in Richtung der Zentralachse (64) des Ringkernes (5) angeordnet und in Stabrichtung und senkrecht dazu verstellbar ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergabevorrichtungen (20, 21) über hydraulische und/oder pneumatische Antriebsservos (14, 15; 17) verstellbar sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Drehachse (35) ein Führungshebel (49) schwenkbar gelagert ist, an dem eine Vorratsrolle (50) und eine Andrückrolle (52) drehbar gelagert sind, wobei die Achsmitte der Vorratsrolle (50) weiter von der Drehachse (35) entfernt ist als die Achsmitte der Andrückrolle (52).
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückrolle (52) auf der Drehachse (35) gelagert ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Flanschseite der Vorratsrolle (50) eine seitliche Auflagescheibe (55) gebildet oder angebracht ist, die selbst oder wenigstens deren Rand (56) aus einem Material mit geringem Reibungskoeffizienten besteht.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Flanschseite der Vorratsrolle (50) eine Auflagescheibe (55) drehbar angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ständer (1) ein Tragarm (2) vorgesehen ist, an dem ein Tragtisch (4) längs des Tragarms (2) verstellbar angebracht ist, daß an den Enden (9) des Tragarmes (2) je eine Stütze (10, 11) senkrecht zum Tragarm (2) vorgesehen ist, in denen je ein Tragpfosten (12, 13) senkrecht zum Tragarm (2) verstellbar gelagert ist, und daß an den Enden (18, 19) der Tragpfosten (12, 13) je eine Ubergabevorrichtung (20, 21) in Richtung parallel zum Tragarm (2) verstellbar angebracht ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Tragpfosten (12, 13) über einen eigenen Stellantrieb (14, 15) verstellbar ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Tragpfosten (12, 13) über einen Verbindungssteg (16) starr miteinander gekoppelt sind.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Tragpfosten (12, 13) über einen gemeinsamen, am Verbindungssteg (16) angreifenden Stellantrieb (17) verstellbar sind.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß als Kupplung zwischen den Übergabevorrichtungen (20 bzw. 21) und dem Träger (32) der Wickelgutspeichereinheit (33) ein Bajonettverschluß (40, 42) vorgesehen ist und die Stäbe (24, 25) der Übertragungsvorrichtung (20 bzw. 21) in Verschlußrichtung oder in Öffnungsrichtung um ihre Längsachse drehbar sind.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Bajonettverschlüsse (40, 42) von einer Seite aus in Längsrichtung betrachtet gegenläufig vorgesehen sind, je für sich also beide links- oder beide rechtsgängig ausgebildet sind.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß als Kupplung zwischen den Übertragungsvorrichtungen (20, 21) und dem Träger (32) der Wickelgutspeichereinheit (33) ein Klemmverschluß vorgesehen ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Klemmverschluß nach Art einer Spannzange ausgebildet ist, indem am Stabende eine aufspreizbare Hülse und im Träger (32) eine entsprechende Bohrung (39) vorgesehen ist.
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