EP2128877B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Wickeln eines Flachdrahtes - Google Patents

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EP2128877B1
EP2128877B1 EP09006697A EP09006697A EP2128877B1 EP 2128877 B1 EP2128877 B1 EP 2128877B1 EP 09006697 A EP09006697 A EP 09006697A EP 09006697 A EP09006697 A EP 09006697A EP 2128877 B1 EP2128877 B1 EP 2128877B1
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EP
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winding
core
flat wire
cross
wire
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Jürgen HAGEDORN
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Aumann GmbH
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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
    • H01F41/082—Devices for guiding or positioning the winding material on the former
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/096—Dispensing or feeding devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2847—Sheets; Strips

Definitions

  • the invention relates to a device for winding a non-circular, in particular a rectangular cross-sectional area having flat wire on a core which is rotatably driven by means of a flange having a winding tool to produce a plurality of adjacent turns having single-layer winding of the flat wire. Furthermore, the invention relates to a method for winding a flat wire on a core for use in the device.
  • the DE 197 39 520 C2 already describes a device for winding a flat wire on a core, which is rotatably driven by means of a flange having a winding tool, with a respective flange having an abutment and winding tool, which encloses the core at least partially circumferentially such that the flanges one a winding of the flat wire with a plurality of adjacent windings enclosing wrapping area on the core limit.
  • the relative distance between the abutment relative to the winding tool is adjustable so that between the winding and the flange, a gap for the supplied flat wire can be fixed.
  • From the DE 1 940 938 A is a winding device for the production of coils made of flat wire, through which several adjacent turns are wound edgewise around a profile mandrel.
  • the profile mandrel is approximately oval in cross-section and at the same time twisted spirally and cooperates with each one radially and axially against the winding pressure roller together to avoid when removing the mandrel offset the turns due to a restoring force of the wire.
  • a winding offset is automatically reversed due to the oval shape of the mandrel upon withdrawal of the mandrel from the coil, so that the final shape of the coil is offset and thus the full inner cross section can be used.
  • the DE 29 05 996 A1 refers to an induction coil made with a flat wire.
  • the cross section of the flat wire used is chosen such that the windings forming the coil are joined after winding in one another.
  • the flat wire may have a circular arc-shaped cross-sectional shape.
  • the invention has for its object to provide a device for winding a flat wire and to allow easy tolerance compensation.
  • the length of the winding should be fixed independently of the number of turns, so as to allow interchangeability of different windings with each other.
  • the invention has for its object to provide a method for use in the device.
  • a device in which by means of the wire guide an inclination of the flat wire with respect to a cross-sectional plane of the winding and / or with respect to the plane of a respective turn is adjustable.
  • the length of the flat wire thus does not directly determine the length of the winding produced therefrom. It is thus possible to vary the length of the winding independently of the length of the flat wire used.
  • the windings can also be applied simultaneously to a plurality of cores, even if, due to tolerances of the flat wire, the length of the winding increases inconsistently or unevenly.
  • the first time to wind the flat wire on a non-rotationally symmetric core, wherein the wire bending variable over the circumference is achieved in a surprisingly simple manner by a partial change in the inclination of the flat wire relative to the cross-sectional plane of the winding.
  • the deviating bending radius during winding of the, for example, square core is not compensated or made possible by a deformation of the flat wire but by its inclination, ie inclination, so that damage to the flat wire can be avoided. It can be dispensed with pressure rollers for fixing the turns during winding and thus simplification of the device can be achieved.
  • the gap determined by the distance of the flanges or of a flange from the last applied turn is kept substantially constant during the winding.
  • the flat wire preferably has two end faces bounding its width, an inner end face being applied to the outer side of the core by means of the wire guide such that the inner end side of each turn describes a first plane and an outer end face of each turn, facing away from the core, describes a second plane wherein the two planes are parallel to each other and have a distance determined by the angle of inclination, so as to produce in the manner of a plate spring in the axial direction of the core relative to an outer region of the flat wire recessed inner region of the flat wire.
  • the thus frusto-conical or conical shape of the turns can therefore be pushed into each other limited so as to produce a predetermined length.
  • the flat wire is thus neither upright nor flat, but inclined starting from the core surface either forward or backward inclined.
  • the gap is greater than the smallest dimension of the cross-sectional area and smaller than the largest dimension of the cross-sectional area of the flat wire is adjustable, so that a flat lying position of the flat wire is excluded on the core due to the gap , Rather, a standing position of the flat wire is ensured even if an orientation of the flat wire can not be ensured solely by the wire feed.
  • the device has a wire guide which is movable in the direction of the axis of rotation of the core in a position in front of the gap and by means of the wire guide an inclination of the flat wire with respect to a cross-sectional plane of the winding is adjustable.
  • This makes it possible due to the slight inclination of the windings to provide a multiple arrangement of the winding process on the device.
  • Tolerances of the flat wire are compensated as well as deviations of the relative positions of the components of the device.
  • tolerances of the wire and the winding devices can be compensated due to different inclinations of the coils of coils that are wound simultaneously on different winding devices.
  • the compensation of different numbers of turns is possible, so as to reduce the production cost and to enable a universal use and, where appropriate, an interchangeability of different windings with each other.
  • the core has a reduced compared to a winding position circumference in its removal position.
  • the mandrel-shaped core has, in particular, an adjustable cross-sectional area, which is preferably realized by a longitudinal division of the core.
  • a locking pin defines the predetermined cross-sectional shape in the winding position and allows the core to collapse in the removal position, so that the winding can be easily released from the core.
  • the core in the removal position relative to the winding tool is displaceable, so that the winding can be removed after removal of the core between the otherwise unchanged positioned flanges of the winding tool and the anvil.
  • the flange relative to the winding is biased in particular by means of a spring element to compress this part winding after winding a certain number of turns.
  • the spring element could be adjustable.
  • the counter bearing can be moved axially for this purpose.
  • windings may in particular also have different numbers of turns and wire lengths, because the respective length of the winding on the core can also be made correspondingly coincidental, even with different wire lengths or a different number of turns due to the inclination.
  • the second-mentioned object to provide a method for winding a flat cross-section having a flat wire on a core for use in the device is inventively achieved in that for winding a rectangular cross-sectional area having flat wire by means of the wire guide an inclination of the flat wire against a cross-sectional plane of Winding is set and the flat wire is wound on a non-rotationally symmetrical, in particular a non-circular or non-circular cross-sectional shape having core.
  • the number of turns of a winding can be changed independently of the total length of the winding by the angle of inclination.
  • the distance of the flange is adjusted such that the gap between the winding and the flange corresponding to the desired inclination angle is greater than the smallest dimension of the cross-sectional area but smaller than the largest dimension of the cross-sectional area, wherein due to the leading movement of the wire guide reaches the desired inclination becomes.
  • the winding process is briefly interrupted and the winding loaded with respect to a flange with a biasing force, so that a uniform contact of adjacent turns is ensured.
  • FIG. 1 shows in a plan view of an inventive device 1 for winding a flat wire 2, on a core 3, which is guided in a winding tool 4 slidably and is rotatably driven by this.
  • the winding tool 4 with a counter-bearing 5, which at least partially accommodates the core 3, positively connected, which is characterized together with the winding tool 4 movable.
  • Both the winding tool 4 and the anvil 5 each have a flange 6, 7, which limits the winding space and thus the maximum length of a winding 8 to be produced.
  • the distance of the thrust bearing 5 relative to the winding tool 4 is set such that between the winding 8 and the flange 7, a gap 10 for the supplied flat wire 2 is formed, which is only an upright position, ie a support of in the enlarged detail recognizable narrow side 11 on the core 3 allows.
  • the wire feed is a wire guide 12 of the device 1, which is movable in the direction of arrow 13 parallel to a rotational axis 14 of the core 3 in a position in front of the gap 10.
  • the flange 7 of the abutment 5 by means of a spring element 16 relative to the winding 8 can be prestressed.
  • the core 3 is brought from its illustrated winding position into a removal position with a reduced cross-sectional area by means of an actuating unit 17, a locking pin 18 is removed and the core 3 is thereby collapsed.
  • Another actuator 19 of a wire clamp is used to fix the flat wire 2 before the start of the actual winding process, ie in particular for catching and fixing the wire beginning for each new beginning winding process.
  • the integrated wire clamp makes it possible to fix the flat wire 2 during the core change in order to achieve a wireless lossless operation.
  • the protruding wire end from the wire guide 12 of a process is used to form the wire beginning in the subsequent process.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wickeln eines eine nicht kreisförmige, insbesondere eine rechteckige Querschnittsfläche aufweisenden Flachdrahts auf einem Kern, welcher mittels eines einen Flansch aufweisenden Wickelwerkzeugs rotationsbeweglich antreibbar ist, um eine eine Vielzahl von benachbarten Windungen aufweisende, einlagige Wicklung des Flachdrahts herzustellen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Wickeln eines Flachdrahts auf einem Kern zur Anwendung bei der Vorrichtung.
  • Die DE 197 39 520 C2 beschreibt bereits eine Vorrichtung zum Wickeln eines Flachdrahts auf einem Kern, welcher mittels eines einen Flansch aufweisenden Wickelwerkzeugs rotationsbeweglich antreibbar ist, mit einem jeweils einen Flansch aufweisenden Gegenlager und Wickelwerkzeug, welches den Kern zumindest abschnittsweise umfangsseitig derart einschließt, dass die Flansche einen eine Wicklung des Flachdrahts mit einer Vielzahl von nebeneinander liegenden Windungen aufweisenden einschließenden Wickelbereich auf dem Kern begrenzen. Dabei ist der relative Abstand des Gegenlagers gegenüber dem Wickelwerkzeug derart einstellbar, dass zwischen der Wicklung und dem Flansch ein Spalt für den zuzuführenden Flachdraht festlegbar ist.
  • Aus der DE 1 940 938 A ist eine Wickelvorrichtung zur Herstellung von Spulen aus Flachdraht bekannt, durch die mehrere nebeneinander liegende Windungen hochkant um einen Profildorn gewickelt werden. Hierzu ist der Profildorn im Querschnitt annähernd oval und zugleich spiralförmig verdreht ausgeführt und wirkt mit jeweils einer radial und einer axial gegen die Wicklung anliegenden Druckrolle zusammen, um beim Abziehen von dem Dorn einen Versatz der Windungen aufgrund einer Rückstellkraft des Drahts zu vermeiden. Ein Windungsversatz wird aufgrund der ovalen Form des Dornes beim Herausziehen des Dornes aus der Spule automatisch rückgängig gemacht, sodass die endgültige Form der Spule versatzfrei ist und somit der volle Innenquerschnitt genutzt werden kann.
  • Weiterhin beschreibt auch die DE 1 638 530 A eine Flachdrahtwicklung mit festen Wicklungen, bei denen die Flachdrähte hochkant stehen.
  • Die DE 29 05 996 A1 bezieht sich auf eine mit einem Flachdraht hergestellte Induktionsspule. Um die Spule nach der Wicklung verformen zu können und dabei das Gleiten der Windungen aneinander zu vermeiden, ist der Querschnitt des verwendeten Flachdrahts derart gewählt, dass die die Spule bildenden Windungen nach dem Wickeln ineinander gefügt sind. Hierzu kann der Flachdraht eine kreisbogenförmige Querschnittsform aufweisen.
  • Ferner beziehen sich auch die DE 11 88 194 sowie die JP 2004071604 A auf die Herstellung von Wicklungen aus Flachdraht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Wickeln eines Flachdrahts zu schaffen und einen einfachen Toleranzausgleich zu ermöglichen. Beispielsweise soll die Länge der Wicklung unabhängig von der Anzahl der Windungen festlegbar sein, um so eine Austauschbarkeit verschiedener Wicklungen untereinander zu ermöglichen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Anwendung bei der Vorrichtung zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen und eines Verfahrens gemäß Anspruch 11.
  • Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung vorgesehen, bei der mittels des Drahtführers eine Neigung des Flachdrahts gegenüber einer Querschnittsebene der Wicklung und/oder gegenüber der Ebene einer jeweiligen Windung einstellbar ist. Die Länge des Flachdrahts bestimmt somit nicht unmittelbar auch die Länge der daraus hergestellten Wicklung. Es ist also möglich, die Länge der Wicklung unabhängig von der Länge des verwendeten Flachdrahts zu variieren. Dadurch können in der Praxis zugleich auf mehrere Kerne parallel die Wicklungen auch dann aufgebracht werden, wenn aufgrund von Toleranzen des Flachdrahts die Länge der Wicklung uneinheitlich bzw. ungleichmäßig zunimmt. Erfindungsgemäß wird es auch erstmals möglich, den Flachdraht auf einen nicht rotationssymmetrischen Kern zu wickeln, wobei die über den Umfang veränderliche Drahtbiegung in überraschend einfacher Weise durch eine partielle Änderung der Neigung des Flachdrahts gegenüber der Querschnittsebene der Wicklung erreicht wird. Mit anderen Worten wird also der abweichende Biegeradius beim Wickeln des beispielsweise quadratischen Kerns nicht durch eine Verformung des Flachdrahts, sondern durch dessen Schrägstellung, also Neigung, ausgeglichen bzw. ermöglicht, sodass eine Beschädigung des Flachdrahts vermieden werden kann. Dabei kann auf Andrückrollen zur Fixierung der Windungen während des Wickelns verzichtet und somit eine Vereinfachung der Vorrichtung erreicht werden. Der durch den Abstand der Flansche bzw. eines Flanschs gegenüber der zuletzt aufgebrachten Windung bestimmte Spalt wird dabei während des Wickelns im Wesentlichen konstant gehalten.
  • Dabei hat der Flachdraht vorzugsweise zwei seine Breite begrenzende Stirnseiten, wobei eine innere Stirnseite an der Außenseite des Kerns mittels des Drahtführers derart angelegt ist, dass die innere Stirnseite jeder Windung eine erste Ebene beschreibt und eine dem Kern abgewandte äußere Stirnseite jeder Windung eine zweite Ebene beschreibt, wobei die beiden Ebenen parallel zueinander verlaufen und einen durch den Neigungswinkel bestimmten Abstand aufweisen, um so nach Art einer Tellerfeder einen in Achsrichtung des Kerns gegenüber einem äußeren Bereich des Flachdrahts zurückspringenden inneren Bereich des Flachdrahts zu erzeugen. Die somit kegelstumpfförmige oder konische Gestaltung der Windungen lassen sich daher begrenzt ineinanderschieben, um so eine vorbestimmte Länge zu erzeugen. Der Flachdraht liegt dabei also weder hochkant noch flach, sondern ausgehend von der Kernoberfläche geneigt entweder nach vorn oder nach hinten geneigt auf.
  • Darüber hinaus hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn mittels des Drahtführers eine sphärisch konkave und/oder eine konvexe Kontaktfläche jeder Windung zu einer benachbarten Windung einstellbar ist, sodass also der Flachdraht eine Wölbung quer zu seiner Haupterstreckung aufweist und auf diese Weise ein Formschluss benachbarter Windungen realisiert werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist dabei eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher der Spalt größer als die kleinste Abmessung der Querschnittsfläche und kleiner als die größte Abmessung der Querschnittsfläche des Flachdrahts einstellbar ist, sodass also eine flach liegende Position des Flachdrahts auf dem Kern aufgrund des Spaltmaßes ausgeschlossen ist. Vielmehr wird auch dann eine stehende Position des Flachdrahts sichergestellt, wenn allein durch die Drahtzuführung eine Orientierung des Flachdrahts nicht sichergestellt werden kann.
  • Dabei ist es besonders Erfolg versprechend, wenn die Vorrichtung einen Drahtführer aufweist, welcher in Richtung der Rotationsachse des Kerns in eine Position vor dem Spalt verfahrbar ist und mittels des Drahtführers eine Neigung des Flachdrahts gegenüber einer Querschnittsebene der Wicklung einstellbar ist. Hierdurch wird es aufgrund der geringfügigen Schräglage der Windungen möglich, eine Mehrfachanordnung des Wickelprozesses auf der Vorrichtung vorzusehen. Toleranzen des Flachdrahts werden dabei ebenso wie Abweichungen der Relativpositionen der Bauelemente der Vorrichtung ausgeglichen. Zugleich können aufgrund unterschiedlicher Neigungen der Windungen von Spulen, die gleichzeitig auf verschiedenen Wickelvorrichtungen gewickelt werden, Toleranzen des Drahts sowie der Wickelvorrichtungen ausgeglichen werden. Ferner ist auch der Ausgleich von unterschiedlichen Windungszahlen möglich, um so den Herstellungsaufwand zu verringern und einen universellen Einsatz sowie gegebenenfalls eine Austauschbarkeit verschiedener Wicklungen untereinander zu ermöglichen.
  • Eine andere, ebenfalls besonders praxisgerechte Abwandlung wird dann erreicht, wenn der Kern eine nicht runde bzw. nicht kreisförmige Querschnittsform aufweist, um so nahezu beliebige Anwendungsfälle und Formgebungen der Wicklung realisieren zu können.
  • Dabei erweist es sich als besonders einfach, wenn der Kern in seiner Entnahmeposition einen gegenüber einer Wickelposition reduzierten Umfang aufweist. Der beispielsweise dornförmige Kern weist hierzu insbesondere eine einstellbare Querschnittsfläche auf, die vorzugsweise durch eine Längsteilung des Kerns realisiert ist. Ein Sicherungsstift legt in der Wickelposition die vorbestimmte Querschnittsform fest und ermöglicht das Kollabieren des Kerns in der Entnahmeposition, sodass die Wicklung mühelos von dem Kern gelöst werden kann.
  • Hierzu ist es zweckmäßig, wenn der Kern in der Entnahmeposition gegenüber dem Wickelwerkzeug verschiebbar ist, sodass die Wicklung nach dem Entfernen des Kerns zwischen den im Übrigen unverändert positionierten Flanschen des WickelWerkzeugs und des Gegenlagers entnommen werden kann.
  • Weiterhin hat es sich bereits als besonders sinnvoll erwiesen, wenn der Flansch gegenüber der Wicklung insbesondere mittels eines Federelementes vorspannbar ist, um nach dem Wickeln einer bestimmten Anzahl von Windungen diese Teilwicklung zu komprimieren. Auf diese Weise können Toleranzen des Gegenlagers, Wickelwerkzeugs und die des Drahts, insbesondere bei einer Mehrfachanordnung von Wickelvorrichtungen, ausgeglichen werden, ohne dass es zu einer Überbestimmung des angefahrenen Weges kommt. Zur Einstellung der Federkraft könnte das Federelement einstellbar sein. Alternativ kann zu diesem Zweck insbesondere das Gegenlager axial verfahrbar sein.
  • Eine andere, ebenfalls besonders sinnvolle Abwandlung wird dann erreicht, wenn die Vorrichtung zur zeitgleichen Herstellung verschiedener Wicklungen mehrere Wickelwerkzeuge aufweist. Diese Wicklungen können dabei insbesondere auch unterschiedliche Windungszahlen und Drahtlängen aufweisen, weil die jeweilige Länge der Wicklung auf dem Kern auch bei verschiedenen Drahtlängen oder einer differierenden Anzahl von Windungen durch die Schrägstellung entsprechend übereinstimmend hergestellt werden kann.
  • Die zweitgenannte Aufgabe, ein Verfahren zum Wickeln eines eine rechteckige Querschnittsfläche aufweisenden Flachdrahts auf einem Kern zur Anwendung bei der Vorrichtung zu schaffen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zum Wickeln eines eine rechteckige Querschnittsfläche aufweisenden Flachdrahts mittels des Drahtführers eine Neigung des Flachdrahts gegenüber einer Querschnittsebene der Wicklung eingestellt wird und der Flachdraht auf den eine nicht rotationssymmetrische, insbesondere eine nicht runde oder nicht kreisförmige Querschnittsform aufweisenden Kern gewickelt wird. Hierdurch kann die Anzahl der Windungen einer Wicklung unabhängig von der Gesamtlänge der Wicklung durch den Neigungswinkel entsprechend verändert werden. Zugleich ist es auch möglich, den Flachdraht auf einen Kern mit ovaler oder eckiger Querschnittsform zu wickeln, wobei die über den Umfang veränderliche Drahtbiegung durch eine partielle Änderung der Neigung des Flachdrahts gegenüber der Querschnittsebene der Wicklung erreicht wird.
  • Hierzu wird der Abstand des Flanschs derart eingestellt, dass der Spalt zwischen der Wicklung und dem Flansch entsprechend dem gewünschten Neigungswinkel größer als die kleinste Abmessung der Querschnittsfläche aber kleiner als die größte Abmessung der Querschnittsfläche ist, wobei aufgrund der voreilenden Bewegung des Drahtführers die gewünschte Schrägstellung erreicht wird. Hieraus ergibt sich insbesondere eine Wicklung, deren Stirnflächen konkav bzw. konvex ausgeformt sind. Durch die konkav oder konvex ausgebildeten Windungen lassen sich Komplettwicklungen unabhängig von Mehrfachanordnungen auf verschiedenen Wickelvorrichtungen dann mit gleicher Länge herstellen. Es ist ferner auch möglich, Spulen derselben Gesamtlänge mit verschiedenen Windungszahlen herzustellen.
  • Zum Entnehmen der fertigen Wicklung wird der Kern kollabiert, also der Querschnitt verringert, und anschließend herausgezogen. Die Wicklung kann so auch ohne eine Abstandsänderung der Flansche entnommen werden.
  • Nach einer vorbestimmten Anzahl von Windungen wird der Wickelprozess kurzzeitig unterbrochen und die Wicklung gegenüber einem Flansch mit einer Vorspannkraft belastet, sodass eine gleichmäßige Anlage benachbarter Windungen sichergestellt ist.
  • Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in einer Draufsicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Wickeln eines Flachdrahts 2, auf einen Kern 3, welcher in einem Wickelwerkzeug 4 verschiebbar geführt ist und durch dieses rotationsbeweglich antreibbar ist. Während des Wickelprozesses ist das Wickelwerkzeug 4 mit einem Gegenlager 5, welches den Kern 3 zumindest abschnittsweise aufnimmt, formschlüssig verbunden, welches dadurch gemeinsam mit dem Wickelwerkzeug 4 beweglich ist. Sowohl das Wickelwerkzeug 4 als auch das Gegenlager 5 weisen jeweils einen Flansch 6, 7 auf, welcher den Wickelraum und somit die maximale Länge einer herzustellenden Wicklung 8 begrenzt. Durch eine Bewegung des Gegenlagers 5 in Pfeilrichtung 9 wird der Abstand des Gegenlagers 5 gegenüber dem Wickelwerkzeug 4 derart eingestellt, dass zwischen der Wicklung 8 und dem Flansch 7 ein Spalt 10 für den zuzuführenden Flachdraht 2 entsteht, welcher lediglich eine Hochkantposition, also eine Auflage der in der vergrößerten Detaildarstellung erkennbaren Schmalseite 11 auf dem Kern 3 zulässt. Der Drahtzuführung dient ein Drahtführer 12 der Vorrichtung 1, welcher in Pfeilrichtung 13 parallel zu einer Rotationsachse 14 des Kerns 3 in eine Position vor dem Spalt 10 verfahrbar ist. Hierdurch wird ein Neigungswinkel a des Flachdrahts 2 gegenüber einer Querschnittsebene 15 der Wicklung 8 eingestellt, durch den zugleich die Gesamtlänge der Wicklung variiert werden kann. Um nach dem Wicken von einer bestimmten Anzahl von Windungen die bereits erzeugten Teilwicklung zu komprimieren, ist der Flansch 7 des Gegenlager 5 mittels eines Federelementes 16 gegenüber der Wicklung 8 vorspannbar. Zum Entnehmen der hergestellten Wicklung 8 wird der Kern 3 aus seiner dargestellten Wickelposition in eine Entnahmeposition mit einer verminderten Querschnittsfläche gebracht, indem mittels einer Betätigungseinheit 17 ein Sicherungsstift 18 entfernt und der Kern 3 dadurch kollabiert wird. Ein weiteres Betätigungselement 19 einer Drahtklemme dient der Fixierung des Flachdrahts 2 vor Beginn des eigentlichen Wickelprozesses, insbesondere also zum Fangen und Fixieren des Drahtanfangs für jeden neuen beginnenden Wickelprozess. Die integrierte Drahtklemme ermöglicht es, den Flachdraht 2 während des Kernwechsels zu fixieren, um so eine drahtverlustfreie Arbeitsweise zu erreichen. Das herausstehende Drahtende aus dem Drahtführer 12 eines Prozesses wird genutzt, um im darauffolgenden Prozess den Drahtanfang zu bilden.

Claims (15)

  1. Vorrichtung (1) zum Wickeln eines Flachdrahts (2) auf einem Kern (3), welcher mittels eines einen Flansch (6) aufweisenden Wickelwerkzeugs (4) rotationsbeweglich antreibbar ist, mit einem jeweils einen Flansch (7) aufweisenden Gegenlager (5) und Wickelwerkzeug (4), welches den Kern (3) zumindest abschnittsweise umfangsseitig derart einschließt, dass die Flansche (6, 7) einen eine Wicklung (8) des Flachdrahts (2) mit einer Vielzahl von nebeneinander liegenden Windungen aufweisenden einschließenden Wickelbereich auf dem Kern (3) begrenzen, wobei der relative Abstand des Gegenlagers (5) gegenüber dem Wickelwerkzeug (4) derart einstellbar ist, dass zwischen der Wicklung (8) und dem Flansch (7) ein Spalt (10) für den zuzuführenden Flachdraht (2) festlegbar ist, und mit einem Drahtführer (12), dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Drahtführers (12) eine Neigung (Neigungswinkel α) des anliegenden Querschnitts des Flachdrahts (2) gegenüber einer Querschnittsebene (15) der Wicklung (8) und/oder gegenüber der Ebene einer jeweiligen Windung einstellbar ist, wobei: der Flachdraht zwei seine Breite begrenzende Stirnseiten hat, wobei eine innere Stirnseite an der Außenseite des Kerns mittels des Drahtführers (12) derart angelegt ist, dass die innere Stirnseite jeder Windung eine erste Ebene beschreibt und eine dem Kern abgewandte äußere Stirnseite jeder Windung eine zweite Ebene beschreibt, wobei die beiden Ebenen parallel zueinander verlaufen und einen durch den Neigungswinkel bestimmten Abstand aufweisen.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Drahtführers (12) jede Windung nach Art einer Tellerteder einen in Achsrichtung des Kerns gegenüber einem äußeren Bereich des Flachdrahts zurückspringenden inneren Bereich des Flachdrahts aufweist
  3. Vorrichtung (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Drahtführers (12) jede Windung einen konischen Verlauf aufweist.
  4. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Drahtführers (12) eine sphärisch konkave und/oder eine konvexe Kontaktfläche jede Windung zu einer benachbarten Windung einstellbar ist.
  5. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (10) wesentlich größer als die kleinste Abmessung der Querschnittsfläche (Schmalseite 11) und wesentlich kleiner als die größte Abmessung der Querschnittsfläche des Flachdrahts (2) einstellbar ist.
  6. Vorrichtung (1) nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) einen Drahtführer (12) aufweist, welcher in Richtung der Rotationsachse (14) des Kerns in eine Position vor dem Spalt (10) verfahrbar ist.
  7. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (3) eine nicht rotationssymmetrische, insbesondere eine nicht runde oder nicht kreisförmige Querschnittsform aufweist.
  8. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (3) in seiner Entnahmeposition einen gegenüber einer Wickelposition reduzierten Umfang aufweist.
  9. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (3) in der Entnahmeposition gegenüber dem Wickelwerkzeug (4) verschiebbar ist.
  10. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zur zeitgleichen Herstellung mehrerer Wicklungen (8) mehrere Wickelwerkzeuge (4) aufweist.
  11. Verfahren zum Wickeln eines Flachdrahts auf einem Kern zur Anwendung bei der Vorrichtung, wobei der Flachdraht mittels eines Drahtführers in einen durch einen Flansch eines Wickelwerkzeugs und/oder eines Gegenlagers begrenzten Spalt zugeführt wird und der Abstand der Flansche während des Wickelns kontinuierlich verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wickeln eines eine rechteckige Querschnittsfläche aufweisenden Flachdrahts mittels des Drahtführers eine Neigung des anliegenden Querschnitts des Flachdrahts gegenüber einer Querschnittsebene der Wicklung eingestellt wird und der Flachdraht auf den eine nicht rotationssymmetrische, insbesondere eine nicht runde oder nicht kreisförmige Querschnittsform aufweisenden Kern gewickelt wird wobei der Flachdraht zwei seine Breite begrenzende Stirnseiten hat, wobei eine innere Stirnseite an der Außenseite des Kerns mittels des Drahtführers derart angelegt wird, dass die innere Stirnseite jeder Windung eine erste Ebene beschreibt und eine dem Kern abgewandte äußere Stirnseite jeder Windung eine zweite Ebene beschreibt, wobei die beiden Ebenen parallel zueinander verlaufen und einen durch den Neigungswinkel bestimmten Abstand aufweisen.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Flansche während des Wickelns insbesondere kontinuierlich vergrößert wird, wobei der Spalt zwischen der Weklung und dem Flansch größer als die kleinste Abmessung der Querschnittsfläche aber kleiner als die größte Abmessung der Querschnittsfläche eingestellt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund des Abstands der Flansche während des Wickelns der Neigungswinkel und damit die Gesamtlänge der Wicklung eingestellt wird.
  14. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelprozess nach einer vorbestimmten Anzahl von Windungen kurzzeitig unterbrochen und die Wicklung gegenüber einem gefederten Flansch mit einer Vorspannkraft belastet wird.
  15. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenlager gegenüber der Wicklung während einer kurzzeitigen Unterbrechung des Wickelprozesses vorgespannt wird.
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