EP0895207A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Wicklung einer Sende- oder Empfangsspule für ein elektronisches Artikelüberwachungssystem - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Wicklung einer Sende- oder Empfangsspule für ein elektronisches Artikelüberwachungssystem Download PDF

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EP0895207A2
EP0895207A2 EP98111299A EP98111299A EP0895207A2 EP 0895207 A2 EP0895207 A2 EP 0895207A2 EP 98111299 A EP98111299 A EP 98111299A EP 98111299 A EP98111299 A EP 98111299A EP 0895207 A2 EP0895207 A2 EP 0895207A2
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EP
European Patent Office
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applicator
wire
carrier material
circumferential groove
groove
Prior art date
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Withdrawn
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EP98111299A
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Inventor
Rainer Nolte
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Meto International GmbH
Original Assignee
Meto International GmbH
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Publication date
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Publication of EP0895207A3 publication Critical patent/EP0895207A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01F41/071—Winding coils of special form
    • H01F41/074—Winding flat coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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
    • H01F41/082—Devices for guiding or positioning the winding material on the former
    • H01F41/086—Devices for guiding or positioning the winding material on the former in a special configuration on the former, e.g. orthocyclic coils or open mesh coils

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for winding a transmitting or receiving coil for a electronic article surveillance system.
  • An electronic article surveillance system consists of at least one transmitting coil and one receiving coil.
  • Means the transmitter coil is an electromagnetic field in the Surveillance zone emitted. Is within the monitored zone an electronic security element, so this is transmitted through the field of the transmitter coil of a characteristic signal.
  • This characteristic signal is subsequently from the Receiving coil detected and sent to a for evaluation Evaluation unit forwarded.
  • the evaluation unit the shape of the characteristic signal with a predefined waveform compared. Both agree Waveforms match, this is called an illegal stay a secured item in the surveillance zone interpreted; an alarm shows the operator Theft.
  • the transmitter coil which usually has a large number of turns, in arranged the outer regions of a carrier material. So far, the winding and fixing of the transmitter coil is on the carrier material by means of a relatively complex and time-consuming process carried out: the carrier material for the coils is on a rotating processing station fixed, and by rotating the processing station the wire of the transmitter coil is moved accordingly into the Pins arranged outside of the carrier material wrapped. Then the coil is glued or by further mechanical fixations on the carrier material fixed. There is a removal from the processing station only possible after the adhesive has dried completely is because the individual turns of the coil are otherwise in undesirably move relative to each other.
  • the invention has for its object a method and propose a device that is simple and inexpensive winding of a transmitter coil or Reception coil for an electronic article surveillance system enable.
  • the task is thereby regarding the procedure solved that a carrier material for the transmission and / or Receiving coil is provided, the carrier material a first side surface and a second opposite one Has side surface and at least in the outer Areas of one side face a circumferential groove has, and that an electrically conductive wire is introduced mechanically into the circumferential groove.
  • the carrier material is placed on a process Processing station placed, and the wire is from a arranged movably with respect to the processing station Applicator pressed into the turns of the circumferential groove.
  • a Applicator tracks the circumferential groove and presses gradually insert the wire into the groove. This will, on the one hand the space requirement for the processing station is considerable reduced, on the other hand the wire is pushed in pre-fixed in the groove.
  • the pre-fixation of the Wire in the groove can be wound onto the carrier material Immediately after the winding process is finished removed from the processing station and to Further processing can be provided.
  • the object is achieved by that the carrier material in the outer areas at least one of the two side surfaces has a continuous circumferential groove with several turns arranged side by side on a gap having; there is also an applicator for introducing a electrically conductive wire in the circumferential groove of the Carrier material provided; a control unit controls the relative movement between applicator and Backing material in such a way that the wire successively into the Turns of the circumferential groove is pressed.
  • the device proposes a processing station on which the carrier material is fastened such that the surface is freely accessible with the circumferential groove; Furthermore a guide element for the applicator is provided, whose shape is essentially the shape of one of the turns corresponds to the circumferential groove, with the applicator on revolves around the guide element.
  • the applicator is inexpensive Design of the device according to the invention from a Guide disc with a centrally arranged, groove-shaped Depression and from a in the circumferential direction of the Applicator arranged behind the guide disc Push-in element, the wire being held by the guide washer always above the circumferential groove of the carrier material is positioned and by the following, on pressing element resting on the carrier material into the groove is pushed in.
  • the guide element is a rail, which has a substantially oval shape. Is this Designed to carry current, so it can continue for the power supply of electrically operated devices serve, which are attached to the rotating applicator.
  • a device is for example, a dispenser for glue.
  • the device provides that the drive for the Applicator is a toothed belt drive, the Toothed belt is guided over two pulleys, which in the Distance d are arranged to each other, and that one in one certain frame flexible connector provided is that a positive connection between Manufactures timing belt and applicator.
  • the connecting element consists preferably of a gear chain that in such a way the timing belt is attached so that it is in the areas of strongest curvature of the applicator's orbit at least still the same length as the corresponding one Track section of the timing belt.
  • the circumferential groove has several turns, which Gap are arranged side by side. So the wire can be inserted continuously into the groove consequently the position of the applicator after each revolution regarding the guidance by the distance to the next turn be moved.
  • Device provided a sensor of the control unit Information about the current position of the applicator provides with respect to the turns of the circumferential groove, wherein the control unit the applicator by means of a linear drive always follows in such a way that the wire successively in the turns of the circumferential groove is pressed in.
  • the sensor can be, for example act mechanical sensor that is always in a turn of The groove runs offset to the applicator.
  • an optical Sensor can be used.
  • the device is a dispensing device for the applicator assigned, at least in certain temporal or spacing adhesive on the in the groove wire that is pushed in or pushed in, so that the wire in the circumferential groove of the carrier material is fixed.
  • a buffer unit This ensures that the wire on the applicator with a substantially constant voltage is provided.
  • the buffer unit is a movably arranged on a guide rail Guide disc (deflection roller) with a centrally arranged Notch for guiding the wire.
  • the guide disc is still eccentrically stored, i.e. the direction of entry always remains while the outlet of the Guide disc always the current position of the Applicator adapts.
  • the buffer unit has the following function: There is a lot of wire is available, the guide disc is moved upwards - so it basically stores wire. As soon as less wire to Is available - be it that there is currently less wire from can be made available to the twisting station or be it that the applicator on the straight Route areas has a higher speed than on the curved route areas -, the moves Guide disc down and deliver in this way in addition to the usual wire feed, the one before saved wire quantity. The wire feed will be drastic reduced, and as a result, the guide disc moves below a lower marking, so returns accordingly arranged sensor sends a signal to the Control unit, which then determines the rotational speed of the Applicator reduced, or the circulation of the applicator stops completely.
  • Strand wire consists of several individual wires that are connected to each other are twisted. Stranded wire has the advantage that here the skin effect barely noticeable during this effect with usual wire to a strong growth of the Resistance at high frequencies leads.
  • This stranded wire can either be a finished product can be bought, but it can also be bought with a Twisting station are manufactured, which preferably integral part of the device according to the invention is.
  • the Device proposed according to the invention that it the twisting station around a rotating base acts on the according to the number of twisting wires coils arranged with single wires and that the individual wires or the twisted wires pulled through a guide tube that essentially is arranged centrally above the rotating base.
  • the stranded wire, which e.g. from that below the invention Device arranged twisting station is then provided via the Buffer unit fed to the applicator.
  • FIG. 1 shows a top view of the carrier material 4 of an electronic article surveillance system 1 with the transmitter coil 2 installed.
  • the structured side surface 6a of the carrier material 4 has a channel-shaped, continuously circumferential groove 8, the individual turns 9 of the groove 8 being arranged next to one another in a gap.
  • the groove 8 is located in the outer regions 5 of the carrier material 4, as a result of which it is achieved that the electromagnetic field emitted by the transmitter coil 2 covers the largest possible spatial region.
  • FIG. 2 shows a top view of the carrier material 4 of the electronic article surveillance system 1 with the receiving coils 3 mounted.
  • each of the three receiving coils 3 arranged one above the other has the shape of a lying "figure eight", as a result of which the detection rate can be increased considerably.
  • FIG. 3 is a perspective view of a preferred embodiment of the device according to the invention to see.
  • the carrier material 4 is on one Processing station 10 - i.e. support surface - fixed adjusted so that the side surface 6a with the circumferential groove 8 facing the applicator 11. While the carrier material 4 during the assembly of the wire 7 the support surface rests, the applicator 11 runs on the Rail 14 around and presses the wire 7 in during the revolutions the groove 8. The side required after each round The applicator 11 is adjusted by means of a Groove 8 running mechanical scanner 22 and the Control unit 12. This ensures that the Wire 7 in the groove 8 introducing impression element 15 of the Applicator 11 during the assembly process exactly over the Groove 8 is positioned. To the pre-fixed in the groove 8 To fix wire 7 permanently, at certain intervals by means of a dispensing device 23 into the groove 8 introduced before the wire 7 is pressed into the groove 8 becomes.
  • the wire 7 is a stranded wire which laterally parallel to the assembly process from four individual wires 32 is manufactured. For this is below the contact surface a rotating pad 28 arranged on the 4 spools 29 are mounted with individual wires 32. Document 28 is driven by a regulated motor.
  • the individual wires 32 are in about deflection and straightening rollers a centrally arranged, with the base 28th rotating guide tube 30 pulled. In the guide tube 30, the individual wires 32 are twisted in an impeller collected. Then the stranded wire 7 over a Traction motor and a traction sheave - both are in the drawing not seen since they are on the back of the device according to the invention are guided.
  • the traction sheave preferably has a wedge-shaped, rubberized one Enema. By appropriate choice of the diameter of the Tension disc can be a uniform tension on the wire 7th achieve without the use of a back pressure bearing would be required.
  • the wire is connected to the buffer unit 25 7 fed to the applicator 11.
  • the buffer unit 25 consists essentially of a Linear rail, one movable on the linear rail 46 arranged deflection roller 45 and a potentiometer, preferably a spiral potentiometer.
  • the pulley 45 is mounted eccentrically. This type of storage will achieved that the direction of entry of the wire 7 always is retained while the outlet of the wire 7 of the adapts respective position of the applicator 11.
  • Device is the twisting station 27 in Usually a constant amount of wire is available put.
  • the buffer unit 25 is via a cable and Counterweight set so that in this normal case is held in the highest position. If the Applicator 11 in its orbit further from the center of the carrier material 4 - so the tensile stress increases on the wire 7 - so the pulley 45 on the Linear rail 46 pulled down and drives at the same time the spiral potentiometer.
  • the measurement data of the potentiometer are passed to the control unit 12, which accordingly the circulating speed of the potentiometer values Applicator 11 reduced on the guide rail 13.
  • the applicator 11 approaches its orbit on the other hand, the center of the guide rail 13 is moved the deflection roller 45 on the linear rail 46 upwards and by turning on the potentiometer Circulation speed of the applicator 11 accordingly elevated.
  • the drive for the applicator 11 is detailed in FIG. 4 shown.
  • the carriage 41 which carries the applicator 11, runs on a substantially oval guide element 13 around.
  • a trestle is placed on the carriage 41 and is U-shaped is designed in such a way that it surrounds the carrier material 4 reaches around when it is adjusted on the support surface 10. This embodiment is clearly visible in FIG. 3 evident.
  • the car 41 is a so-called double turntable. With such a car 41 it is achieved that the inner edge of the carriage is independent of the respective Radius of curvature of the orbit always the same distance to the driving toothed belt 18.
  • the timing belt 18 itself runs over two pulleys 19, which are centric within the oval guide element 13 at a distance d are arranged from each other.
  • One of the two pulleys 19 is driven by a speed-controllable motor 44.
  • the carriage 41 is non-positively connected via a connecting element 20 coupled to the toothed belt 18.
  • Connecting element 20 is a chain
  • Length with respect to the coupling length of the toothed belt 18 so is measured that they are in the area of the strongest Curvature of the toothed belt 18 nestles against this.
  • the power supply for the dispensing device 23 takes place for the adhesive 24 that is attached to the applicator.
  • the voltage is applied to the via a transformer required operating voltage for the dispensing device 23 transformed up. This transformation must for the sake of Operational safety can be made.
  • FIG. 5 shows a perspective view of the applicator 11.
  • the incoming strand wire 7 is on the Guide disc 16 passed to the press-in element 15. over a motor-controlled linear guide and not one separately shown mechanical or optical sensor 22 is always the lateral position of the guide disc 16 changed so that the guide disc 16 during the assembly process is always above the groove 8. After the wire 7 has reached the groove 8, it is from the spring-loaded push-in element 15 completely into the Groove 8 pushed in.
  • a dispensing device 23 for adhesive 24 In the direction of rotation of the applicator 11 is in the amount of Press-in element 15 a dispensing device 23 for adhesive 24 arranged that a certain time intervals predetermined amount of adhesive 24 in advance in the groove 8 brings in.
  • the adhesive 24 is dispensed via a motor controlled.
  • a hot glue is preferably used as the adhesive 24 used.
  • the dispensing device 23 is activated via the control unit 12 and then gives the predetermined amount of adhesive 24 from the nozzle 40.
  • Pulse-pause keying of the drive motor for the glue sticks the amount and frequency of the glue dots can be arbitrarily to adjust.
  • the 6 is a cross section of the applicator 11 with integrated dispenser 23 to see.
  • the side The applicator 11 is positioned via a Linear drive, consisting of the actuator 46 and the Spindle 33. Actuator 46 and spindle 33 are over one Cardan joint 48 coupled together. The spindle 33 is stored in both end areas.
  • the travel distance of the applicator 11 corresponds to the width in several Windings 9 circumferential groove 8.
  • This sensor 22 is offset parallel to that Press-in element 15 is arranged and is consequently always in the next following turn 9 of the groove 8 out.
  • the applicator 11 is height adjustable. Furthermore, one Compression spring 51 is provided, which serves the lateral Position of the applicator within certain limits balance.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zur Wicklung einer Sendespule (2) oder einer Empfangsspule (3) für ein elektronisches Artikelüberwachungssystem. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) vorzuschlagen, die eine einfache und kostengünstige Wicklung einer Sendespule (2) oder einer Empfangsspule (3) für die elektronische Artikelüberwachung ermöglichen. Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß ein Trägermaterial (4) für die Sendespule (2) und/oder Empfangsspule (3) bereitgestellt wird, wobei das Trägermaterial (4) eine erste Seitenfläche (6a) und eine zweite gegenüberliegende Seitenfläche (6b) aufweist und zumindest in den äußeren Bereichen (5) der einen Seitenfläche (6a; 6b) eine umlaufende Nut (8) aufweist, und daß ein elektrisch leitfähiger Draht (7) maschinell in die umlaufende Nut (8) eingebracht wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wicklung einer Sende- oder Empfangsspule für ein elektronisches Artikelüberwachungssystem.
Systeme zum Zwecke der elektronischen Artikelüberwachung sind mittlerweile in Kaufhäusern und Lagern weit verbreitet. Durch die Installation von Artikelüberwachungssystemen lassen sich Inventurverluste, die durch Diebstähle bedingt sind, entscheidend vermindern. Üblicherweise finden sich derartige Systeme im Ein- bzw. Ausgangsbereich der elektronisch gesicherten Verkaufs- oder Lagereinrichtungen.
Ein elektronisches Artikelüberwachungssystem besteht aus zumindest einer Sendespule und einer Empfangsspule. Mittels der Sendespule wird ein elektromagnetisches Feld in die Überwachungszone abgestrahlt. Befindet sich innerhalb der überwachten Zone ein elektronisches Sicherungselement, so wird dieses durch das Feld der Sendespule zur Aussendung eines charakteristischen Signals angeregt. Dieses charakteristische Signal wird nachfolgend von der Empfangsspule detektiert und zwecks Auswertung an eine Auswerteeinheit weitergeleitet. In der Auswerteeinheit wird die Form des charakteristischen Signals mit einer vorgegebenen Signalform verglichen. Stimmen beide Signalformen überein, wird dies als unerlaubter Aufenthalt eines gesicherten Artikels in der Überwachungszone interpretiert; ein Alarm zeigt dem Bedienpersonal den Diebstahl an.
Um einen möglichst großen Raumbereich mittels des Artikelüberwachungssystems erfassen zu können, ist die Sendespule, die üblicherweise eine Vielzahl von Windungen aufweist, in den Außenbereichen eines Trägermaterials angeordnet. Bislang wird das Wickeln und Befestigen der Sendespule an dem Trägermaterial mittels eines relativ aufwendigen und zeitintensiven Verfahrens durchgeführt: Das Trägermaterial für die Spulen wird auf einer rotierenden Bearbeitungsstation fixiert, und durch Drehen der Bearbeitungsstation wird der Draht der Sendespule um entsprechend in den Außenbereichen des Trägermaterials angeordnete Stifte gewickelt. Anschließend wird die Spule durch Verkleben oder durch weitere mechanische Fixierungen an dem Trägermaterial festgemacht. Ein Entfernen von der Bearbeitungsstation ist erst möglich, nachdem der Klebstoff vollständig getrocknet ist, da die einzelnen Windungen der Spule sich ansonsten in unerwünschter Weise relativ zueinander verschieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, die eine einfache und kostengünstige Wicklung einer Sendespule oder einer Empfangsspule für ein elektronisches Artikelüberwachungssystem ermöglichen.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß ein Trägermaterial für die Sende- und/oder Empfangsspule bereitgestellt wird, wobei das Trägermaterial eine erste Seitenfläche und eine zweite gegenüberliegende Seitenfläche aufweist und zumindest in den äußeren Bereichen der einen Seitenfläche eine umlaufende Nut besitzt, und daß ein elektrisch leitfähiger Draht maschinell in die umlaufende Nut eingebracht wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Trägermaterial auf eine Bearbeitungsstation aufgelegt, und der Draht wird von einem bezüglich der Bearbeitungsstation beweglich angeordneten Applikator in die Windungen der umlaufenden Nut hineingedrückt. Erfindungsgemäß rotiert also nicht mehr -wie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt- die Bearbeitungsstation mit aufgelegtem Trägermaterial, sondern ein Applikator wird der umlaufenden Nut nachgeführt und drückt den Draht sukzessive in die Nut. Hierdurch wird einerseits der Platzbedarf für die Bearbeitungsstation erheblich reduziert, andererseits wird der Draht durch das Hineindrücken in die Nut vorfixiert. Infolge der Vorfixierung des Drahtes in der Nut kann das Trägermaterial mit aufgewickelter Spule sofort nach Beendigung des Wicklungsprozesses von der Bearbeitungsstation abgenommen und zur Weiterverarbeitung bereitgestellt werden.
Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Trägermaterial in den äußeren Bereichen zumindest einer der beiden Seitenflächen eine stetig umlaufende Nut mit mehreren nebeneinander auf Lücke angeordneten Windungen aufweist; weiterhin ist ein Applikator zum Einbringen eines elektrisch leitfähigen Drahtes in die umlaufende Nut des Trägermaterials vorgesehen; eine Steuer-/Regeleinheit kontrolliert die Relativbewegung zwischen Applikator und Trägermaterial derart, daß der Draht sukzessive in die Windungen der umlaufenden Nut hineingedrückt wird.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsemäßen Vorrichtung schlägt eine Bearbeitungsstation vor, auf der das Trägermaterial derart befestigt ist, daß die Oberfläche mit der umlaufenden Nut frei zugänglich ist; desweiteren ist ein Führungselement für den Applikator vorgesehen, dessen Form im wesentlichen der Form einer der Windungen der umlaufenden Nut entspricht, wobei der Applikator auf dem Führungselement umläuft.
Der Applikator besteht gemäß einer kostengünstigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus einer Führungsscheibe mit einer mittig angeordneten, rillenförmigen Vertiefung und aus einem in Umlaufrichtung des Applikators hinter der Führungsscheibe angeordneten Eindrückelement, wobei der Draht mittels der Führungsscheibe stets oberhalb der umlaufenden Nut des Trägermaterials positioniert ist und durch das nachfolgende, auf dem Trägermaterial aufliegende Eindrückelement in die Nut hineingedrückt wird.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn es sich bei dem Führungselement um eine Schiene handelt, die eine im wesentlichen ovale Form aufweist. Ist diese Schiene stromführend ausgestaltet, so kann sie weiterhin zur Stromversorgung von elektrisch betätigten Einrichtungen dienen, die an dem umlaufenden Applikator angebracht sind. Bei einer derartigen Vorrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Spendeeinrichtung für Kleber.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß es sich bei dem Antrieb für den Applikator um einen Zahnriemenantrieb handelt, wobei der Zahnriemen über zwei Riemenscheiben geführt ist, die im Abstand d zueinander angeordnet sind, und daß ein in einem gewissen Rahmen flexibles Verbindungselement vorgesehen ist, das eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Zahnriemen und Applikator herstellt. Das Verbindungselement besteht vorzugsweise aus einer Zahnradkette, die derart an dem Zahnriemen befestigt ist, daß sie in den Bereichen der stärksten Krümmung der Umlaufbahn des Applikators zumindest noch dieselbe Länge aufweist, wie das entsprechende Bahnstück des Zahnriemens.
Wie bereits an vorhergehender Stelle eingehend erläutert, weist die umlaufenden Nut mehrere Windungen auf, die auf Lücke nebeneinander angeordnet sind. Damit der Draht kontinuierlich in die Nut eingelegt werden kann, muß folglich nach jedem Umlauf die Position des Applikators bezüglich der Führung um die Distanz zur nächsten Windung verschoben werden. Um dies sicherzustellen, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Sensor vorgesehen, der der Regeleinheit Information über die momentane Position des Applikators bezüglich der Windungen der umlaufenden Nut liefert, wobei die Regeleinheit den Applikator mittels eines Linearantriebs stets derart nachführt, daß der Draht sukzessive in die Windungen der umlaufenden Nut hineingedrückt wird. Bei dem Sensor kann es sich beispielsweise um einen mechanischen Sensor handeln, der stets in einer Windung der Nut versetzt zum Applikator umläuft. Selbstverständlich kann anstelle des mechanischen Sensors auch ein optischer Sensor benutzt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dem Applikator eine Spendevorrichtung zugeordnet, die zumindest in gewissen zeitlichen oder räumlichen Abständen Kleber auf den in die Nut hineingedrückten oder hineinzudrückenden Draht aufbringt, so daß der Draht in der umlaufenden Nut des Trägermaterials fixiert ist.
Je nach Geschwindigkeit, mit der der Draht dem Applikator momentan gerade zugeführt werden kann und je nach momentaner Umlaufgeschwindigkeit des Applikators auf seiner durch die ovale Führungsschiene festgelegten Umlaufbahn, wirken unterschiedliche Spannungen auf den Draht. Um die unterschiedlichen Spannungen während des Wickelprozesses auszugleichen, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Puffereinheit vor. Diese stellt sicher, daß der Draht am Applikator mit einer im wesentlichen konstanten Spannung bereitgestellt wird.
Insbesondere handelt es sich bei der Puffereinheit um eine an einer Führungsschiene beweglich angeordnete Führungsscheibe (Umlenkrolle) mit mittig angeordnetem Einschnitt zur Führung des Drahtes. Die Führungsscheibe ist weiterhin exzentrisch gelagert, d.h., die Einlaufrichtung bleibt immer erhalten, während sich der Auslauf der Führungsscheibe stets der momentanen Position des Applikators anpaßt.
Die Puffereinheit hat folgende Funktion: Steht viel Draht zur Verfügung, so wird die Führungsscheibe nach oben bewegt - quasi speichert sie also Draht. Sobald weniger Draht zur Verfügung steht - sei es, daß momentan weniger Draht von der Verdrillungsstation zur Verfügung gestellt werden kann oder sei es, daß der Applikator auf den geraden Streckenbereichen eine größere Geschwindigkeit hat als auf den gekrümmten Streckenbereichen -, bewegt sich die Führungsscheibe nach unten und liefert auf diese Weise zusätzlich zu der üblichen Drahtzufuhr noch die zuvor gespeicherte Drahtmenge. Wird die Drahtzufuhr drastisch reduziert, und bewegt sich infolge dessen die Führungsscheibe unter eine- untere Markierung, so liefert ein entsprechend angeordneter Sensor ein Signal an die Regeleinheit, die daraufhin die Umlaufgeschwindigkeit des Applikators reduziert, oder den Umlauf des Applikators gänzlich stoppt.
Es hat sich im Bereich der elektronischen Artikelsicherung als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn als Material für die Sendespule Litzedraht verwendet wird. Litze-Draht besteht aus mehreren Einzeldrähten, die miteinander verdrillt sind. Litze-Draht hat den Vorteil, daß sich hier der Skin-Effekt kaum bemerkbar macht, während dieser Effekt bei üblichem Draht zu einem starken Anwachsen des Widerstandes bei hohen Frequenzen führt.
Dieser Litzedraht kann entweder als fertiges Produkt zugekauft werden, er kann jedoch auch mittels einer Verdrillungsstation hergestellt werden, die vorzugsweise integraler Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist. So wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen, daß es sich der Verdrillungsstation um eine rotierende Unterlage handelt, auf der entsprechend der Anzahl der zu verdrillenden Drähte Spulen mit Einzeldrähten angeordnet sind, und daß die Einzeldrähte bzw. die verdrillten Drähte durch ein Führungsrohr gezogen werden, das im wesentlichen zentral oberhalb der rotierenden Unterlage angeordnet ist. Der Litzedraht, der z.B. von der unterhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordneten Verdrillungsstation bereitgestellt wird, wird dann anschließend über die Puffereinheit dem Applikator zugeführt.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
  • Fig. 1: eine Draufsicht auf das Trägermaterial mit montierter Sendespule,
  • Fig. 2: eine Draufsicht auf das Trägermaterial mit montierten Empfangsspulen,
  • Fig. 3: eine perspektivische Darstellung einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • Fig. 4: eine Draufsicht auf den Antrieb des Applikators,
  • Fig. 5: eine Darstellung des Applikators und
  • Fig. 6: einen Querschnitt durch den Applikator inklusive Antrieb.
    • In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf das Trägermaterial 4 eines elektronischen Artikelüberwachungssystems 1 mit montierter Sendespule 2 dargestellt. Die strukturierte Seitenfläche 6a des Trägermaterials 4 weist eine kanalförmige, stetig umlaufende Nut 8 auf, wobei die einzelnen Windungen 9 der Nut 8 nebeneinander auf Lücke angeordnet sind. Die Nut 8 befindet sich in den äußeren Bereichen 5 des Trägermaterials 4, wodurch erreicht wird, daß das von der Sendespule 2 emittierte elektromagnetische Feld einen möglichst großen Raumbereich erfaßt.
    Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Trägermaterial 4 des elektronischen Artikelsicherungssystems 1 mit montierten Empfangsspulen 3. Insbesondere hat jede der drei übereinander angeordneten Empfangsspulen 3 die Form einer liegenden "Acht", wodurch sich die Detektionsrate erheblich erhöhen läßt.
    In Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu sehen. Das Trägermaterial 4 ist auf einer Bearbeitungsstation 10 - sprich Auflagefläche - fest justiert und zwar so, daß die Seitenfläche 6a mit der umlaufenden Nut 8 dem Applikator 11 zugewandt ist. Während das Trägermaterial 4 während der Montage des Drahtes 7 auf der Auflagefläche ruht, läuft der Applikator 11 auf der Schiene 14 um und drückt während der Umläufe den Draht 7 in die Nut 8. Die nach jedem Umlauf erforderliche seitliche Nachführung des Applikators 11 erfolgt mittels eines in der Nut 8 laufenden mechanischen Abtasters 22 und der Regeleinheit 12. Hierdurch wird sichergestellt, daß das den Draht 7 in die Nut 8 einbringende Eindrückelement 15 des Applikators 11 während des Montageprozesses exakt über der Nut 8 positioniert ist. Um den in der Nut 8 vorfixierten Draht 7 dauerhaft zu befestigen, wird in gewissen Abständen mittels einer Spendevorrichtung 23 Kleber 24 in die Nut 8 eingebracht, bevor der Draht 7 in die Nut 8 hineingedrückt wird.
    Bei dem Draht 7 handelt es sich um einen Litze-Draht, der seitlich parallel zum Montageprozeß aus vier Einzeldrähten 32 hergestellt wird. Hierzu ist unterhalb der Auflagefläche eine rotierende Unterlage 28 angeordnet, auf der 4 Spulen 29 mit Einzeldrähten 32 montiert sind. Die Unterlage 28 wird von einem geregelten Motor angetrieben.
    Die Einzeldrähte 32 werden über Umlenk- und Richtrollen in ein mittig angeordnetes, sich mit der Unterlage 28 mitdrehendes Führungsrohr 30 gezogen. In dem Führungsrohr 30 werden die Einzeldrähte 32 in einem Laufrad verdrillt gesammelt. Anschließend wird der Litze-Draht 7 über einen Zugmotor und eine Zugscheibe - beide sind in der Zeichnung nicht zu sehen, da sie sich auf der Rückseite der erfindungsgemäßen Vorrichtung befinden - geführt. Die Zugscheibe hat vorzugsweise einen keilförmigen, gummierten Einlauf. Durch entsprechende Wahl des Durchmessers der Zugscheibe läßt sich ein gleichmäßiger Zug auf den Draht 7 erreichen, ohne daß die Verwendung eines Gegendrucklager erforderlich wäre. Über die Puffereinheit 25 wird der Draht 7 dem Applikator 11 zugeführt.
    Die Puffereinheit 25 besteht im wesentlichen aus einer Linearschiene, einer auf der Linearschiene 46 beweglich angeordneten Umlenkrolle 45 und einem Potentiometer, vorzugsweise einem Wendelpotentiometer. Die Umlenkrolle 45 ist exzentrisch gelagert. Durch diese Art der Lagerung wird erreicht, daß die Einlaufrichtung des Drahtes 7 stets erhalten bleibt, während sich der Auslauf des Drahtes 7 der jeweiligen Position des Applikators 11 anpaßt.
    Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung soll die Verdrillungsstation 27 im Normalfall eine konstante Menge Draht zur Verfügung stellen. Die Puffereinheit 25 ist über einen Seilzug und Gegengewicht so eingestellt, daß sie in diesem Normalfall in der höchsten Position gehalten wird. Entfernt sich der Applikator 11 auf seiner Umlaufbahn weiter vom Mittelpunkt des Trägermaterials 4 - erhöht sich also die Zugspannung auf den Draht 7 - so wird die Umlenkrolle 45 auf der Linearschiene 46 nach unten gezogen und treibt gleichzeitig das Wendelpotentiometer an. Die Meßdaten des Potentiometers werden an die Regeleinheit 12 geleitet, die entsprechend den Potentiometerwerten die Umlaufgeschwindigkeit des Applikators 11 auf der Führungsschiene 13 vermindert. Nähert sich der Applikator 11 auf seiner Umlaufbahn hingegen dem Mittelpunkt der Führungsschiene 13, bewegt sich die Umlenkrolle 45 auf der Linearschiene 46 nach oben und unter Einschaltung des Potentiometers wird die Umlaufgeschwindigkeit des Applikators 11 entsprechend erhöht.
    Der Antrieb für den Applikator 11 ist detailliert in Fig. 4 dargestellt. Der Wagen 41, der den Applikator 11 trägt, läuft auf einem im wesentlichen ovalen Führungselement 13 um. Auf dem Wagen 41 ist ein Bock aufgesetzt, der U-förmig so ausgestaltet ist, daß er um das Trägermaterial 4 herumgreift, wenn es auf der Auflagefläche 10 justiert ist. Gut ersichtlich ist diese Ausgestaltung in Fig. 3 ersichtlich. Auf dem oberen Teil des Bocks befindet sich neben einer Spendevorrichtung 23 für Kleber 24 eine über einen Motor angetriebene Lineareinheit zur lagerichtigen Positionierung des Eindrückelements 15 bezüglich der umlaufenden Nut 8.
    Bei dem Wagen 41 handelt es sich um einen sog. Doppeldrehschemel. Mit einem derartigen Wagen 41 wird erreicht, daß die innere Laufwagenkante unabhängig von dem jeweiligen Krümmungsradius der Umlaufbahn immer den gleichen Abstand zu dem antreibenden Zahnriemen 18 hat. Der Zahnriemen 18 selbst läuft über zwei Riemenscheiben 19, die zentrisch innerhalb des ovalen Führungselements 13 im Abstand d voneinander angeordnet sind. Eine der beiden Riemenscheiben 19 wird über einen drehzahlregelbaren Motor 44 angetrieben.
    Der Wagen 41 ist über ein Verbindungselement 20 kraftschlüssig an den Zahnriemen 18 angekoppelt. Bei dem Verbindungselement 20 handelt es sich um eine Kette, deren Länge bezüglich der Ankopplungslänge des Zahnriemens 18 so bemessen ist, daß sie sich im Bereich der stärksten Krümmung des Zahnriemens 18 an diesen anschmiegt.
    Über die Stromschiene 42, die innerhalb des ovalen Führungselements 13 und parallel zu diesem verläuft, erfolgt die Stromversorgung für die Spendevorrichtung 23 für den Kleber 24, die an dem Applikator befestigt ist. Über einen Transformator wird die Spannung auf die erforderliche Betriebsspannung für die Spendevorrichtung 23 hochtransformiert. Diese Transformation muß aus Gründen der Betriebssicherheit vorgenommen werden.
    Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Applikators 11. Der einlaufende Litze-Draht 7 wird über die Führungsscheibe 16 zu dem Eindrückelement 15 geleitet. Über eine motorgesteuerte Linearführung und einen nicht gesondert dargestellten mechanischen oder optischen Sensor 22 wird die seitliche Position der Führungsscheibe 16 stets derart geändert, daß sich die Führungsscheibe 16 während des Montageprozesses stets oberhalb der Nut 8 befindet. Nachdem der Draht 7 in der Nut 8 angelangt ist, wird er von dem federnd gelagerten Eindrückelement 15 vollends in die Nut 8 hineingedrückt.
    In Umlaufrichtung des Applikators 11 ist in Höhe des Eindrückelements 15 eine Spendevorrichtung 23 für Kleber 24 angeordnet, die in gewissen zeitlichen Abständen eine vorbestimmte Menge von Kleber 24 vorab in die Nut 8 einbringt. Die Abgabe des Klebers 24 wird über einen Motor gesteuert. Vorzugsweise wird als Kleber 24 ein Heißkleber verwendet. In diesem Fall besteht die Spendevorrichtung 23 aus einem Magazin 37 zur Zuführung des in Stabform vorliegenden Klebers 24 (Klebesticks) und einer Verflüssigungseinheit 39. Die Spendevorrichtung 23 wird über die Regeleinheit 12 aktiviert und gibt dann die vorbestimmte Menge Kleber 24 über die Düse 40 ab. Durch Puls-Pausentastung des Antriebsmotors für die Klebesticks lassen sich Menge und Häufigkeit der Klebepunkte beliebig einstellen.
    In Fig. 6 ist ein Querschnitt des Applikators 11 mit integrierter Spendevorrichtung 23 zu sehen. Die seitliche Positionierung des Applikators 11 erfolgt über einen Linearantrieb, bestehend aus dem Stellmotor 46 und der Spindel 33. Stellmotor 46 und Spindel 33 sind über ein kardanisches Gelenk 48 miteinander gekoppelt. Die Spindel 33 wird in beiden Endbereichen gelagert. Die Verfahrstrecke des Applikators 11 entspricht der Breite der in mehreren Windungen 9 umlaufenden Nut 8. Durch Betätigung des Endschalters 10 wird der Regeleinheit 12 gemeldet, daß der Montageprozeß beendet ist; der Stellmotor 47 und die Antriebsmotoren für die Verdrillungsstation 27 und den Zahnriemen 18 werden ausgeschaltet.
    Wie bereits an vorhergehender Stelle erwähnt, wird die korrekte Position des Eindrückelements 15 zur Nut 8 dem Stellmotor 47 über den mechanischen Sensor 22 geliefert. Dieser Sensor 22 ist parallel versetzt zu dem Eindrückelement 15 angeordnet und wird folgich stets in der nächstfolgenden Windung 9 der Nut 8 geführt. Der Applikator 11 ist höhenverstellbar ausgebildet. Weiterhin ist eine Druckfeder 51 vorgesehen, die dazu dient, die seitliche Lage des Applikators innerhalb gewisser Grenzen auszugleichen.
    Bezugszeichenliste
    1
    Überwachungssystem
    2
    Sendespule
    3
    Empfangsspule
    4
    Trägermaterial
    5
    äußerer Bereich
    6
    Seitenfläche
    7
    Draht
    8
    Nut
    9
    Windung
    10
    Bearbeitungsstation
    11
    Applikator
    12
    Regeleinheit
    13
    Führungselement
    14
    Schiene
    15
    Eindrückelement
    16
    Führungsscheibe
    17
    Antrieb
    18
    Zahnriemen
    19
    Zahnrad
    20
    Verbindungselement
    21
    Zahnradkette
    22
    Sensor
    23
    Spendevorrichtung
    24
    Kleber
    25
    Puffereinheit
    26
    Litze-Draht
    27
    Verdrillungsstation
    28
    rotierende Unterlage
    29
    Spule
    30
    Führungsrohr
    31
    Vertiefung
    32
    Einzeldraht
    33
    Spindel
    34
    Schalter für die Spendevorrichtung
    35
    Bock für die Spindel
    36
    Klebervorrat (Sticks)
    37
    Magazin für Kleber
    38
    Mikroschalter
    39
    Verflüssigungseinheit
    40
    Düse
    41
    Wagen
    42
    Stromschiene
    43
    Sichtloch
    44
    Antriebsmotor
    45
    Umlenkrolle
    46
    Linearschiene
    47
    Stellmotor
    48
    Kardanisches Gelenk
    49
    Lager
    50
    Endschalter
    51
    Druckfeder
    52
    Höhenverstellung
    53
    Mikroschalter
    54
    Kugelumlauflager

    Claims (13)

    1. Verfahren zur Wicklung einer Sendespule und oder einer Empfangsspule für ein elektronisches Artikelüberwachungssystem,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß ein Trägermaterial (4) für die Sendespule (2) und/oder Empfangsspule (3) bereitgestellt wird, wobei das Trägermaterial (4) eine erste Seitenfläche (6a) und eine zweite gegenüberliegende Seitenfläche (6b) aufweist und zumindest in den äußeren Bereichen (5) der einen Seitenfläche (6a; 6b) eine umlaufende Nut (8) aufweist, und
      daß ein elektrisch leitfähiger Draht (7) maschinell in die umlaufende Nut (8) eingebracht wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet,
      das Trägermaterial (4) auf eine Bearbeitungsstation (10) aufgelegt wird und
      daß der Draht (7) von einem bezüglich der Bearbeitungsstation (10) beweglich angeordneten Applikator (11) in die Windungen (9) der umlaufenden Nut (8) hineingedrückt wird.
    3. Vorrichtung zur Wicklung einer Sendespule und/oder einer Empfangsspule für ein elektronisches Artikelüberwachungssystem, wobei zumindest die Sendespule in den äußeren Bereichen einer der beiden Seitenflächen des Trägermaterials befestigt ist,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß das Trägermaterial (4) in den äußeren Bereichen (5) zumindest einer der beiden Seitenflächen (6a; 6b) eine stetig umlaufende Nut (8) mit mehreren nebeneinander auf Lücke angeordneten Windungen (9) aufweist,
      daß ein Applikator (11) zum Einbringen eines elektrisch leitfähigen Drahtes (7) in die umlaufende Nut (8) des Trägermaterials (4) vorgesehen ist, und
      daß eine Regeleinheit (12) vorgesehen ist, die die Relativbewegung zwischen Applikator (11) und Trägermaterial (4) derart kontrolliert, daß der Draht (7) sukzessive in die Windungen (9) der umlaufenden Nut (8) hineingedrückt wird.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß eine Bearbeitungsstation (10) vorgesehen ist, auf der das Trägermaterial (4) derart befestigt ist, daß die eine Seitenfläche (6a; 6b) mit der umlaufenden Nut (8) frei zugänglich ist, und
      daß ein Führungselement (13) für den Applikator (11) vorgesehen ist, dessen Form im wesentlichen der Form einer der Windungen (9) der umlaufenden Nut (8) entspricht, und
      daß der Applikator (11) auf dem Führungselement (13) umläuft.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß der Applikator (11) aus einer Führungsscheibe (16) mit einer mittig angeordneten, rillenförmigen Vertiefung (31) und aus einem in Umlaufrichtung des Applikators (11) hinter der Führungsscheibe (16) angeordneten Eindrückelement (15) besteht, wobei der Draht (7) mittels der Führungsscheibe (16) stets oberhalb der umlaufenden Nut (8) des Trägermaterials (4) positioniert ist und durch das nachfolgende, auf dem Trägermaterial (4) aufliegende Eindrückelement (15) in die Nut (8) hineingedrückt wird.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß es sich bei dem Führungselement (13) um eine Schiene (14) handelt, die eine im wesentlichen ovale Form aufweist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß es sich bei dem Antrieb (17) für den Applikator (11) um einen Zahnriemenantrieb handelt, wobei der Zahnriemen (18) über zwei Riemenscheiben (19) geführt ist, die im Abstand d zueinander angeordnet sind, und
      daß ein in einem gewissen Rahmen flexibles Verbindungselement (20) vorgesehen ist, das die Verbindung zwischen Zahnriemen (18) und Applikator (11) herstellt.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß ein Sensor (22) vorgesehen ist, der der Regeleinheit (12) Information über die momentane Position des Applikators (11) bezüglich der Windungen (9) der umlaufenden Nut (8) liefert, wobei die Regeleinheit (12) den Applikator (11) stets derart nachführt, daß der Draht (7) sukzessive in die Windungen (9) der umlaufenden Nut (8) hineingedrückt wird.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 8,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß dem Applikator (11) eine Spendevorrichtung (23) zugeordnet ist, die zumindest in gewissen zeitlichen oder räumlichen Abständen Kleber (24) auf den in die Nut (8) hineingedrückten oder hineinzudrückenden Draht (7) aufbringt, so daß der Draht (7) in der umlaufenden Nut (8) des Trägermaterials (4) fixiert ist.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß eine Puffereinheit (25) vorgesehen ist, die sicherstellt, daß der Draht (7) dem Applikator (11) mit einer im wesentlichen konstanten Spannung zugeführt wird.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß es sich bei dem Draht (7) um einen Litze-Draht (26) handelt, der aus mehreren Einzeldrähten (32) besteht, die miteinander verdrillt sind.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß eine Verdrillungsstation (27) für die Einzeldrähte (32) vorgesehen ist, wobei die Verdrillungsstation (27) integraler Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) ist oder aber separat zu dieser angeordnet ist.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
      dadurch gekennzeichnet,
      daß es sich der Verdrillungsstation (27) um eine rotierende Unterlage (28) handelt, auf der entsprechend der Anzahl der zu verdrillenden Einzeldrähte (32) Spulen (29) mit Einzeldrähten (32) angeordnet sind, und
      daß die Einzeldrähte (32) bzw. die verdrillten Drähte (7) durch ein Führungsrohr (30) gezogen werden, das im wesentlichen zentral oberhalb der rotierenden Unterlage (28) angeordnet ist.
    EP98111299A 1997-07-29 1998-06-19 Verfahren und Vorrichtung zur Wicklung einer Sende- oder Empfangsspule für ein elektronisches Artikelüberwachungssystem Withdrawn EP0895207A3 (de)

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