EP3855461A1 - Device and method for coiling ring cores - Google Patents

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EP3855461A1
EP3855461A1 EP20152955.9A EP20152955A EP3855461A1 EP 3855461 A1 EP3855461 A1 EP 3855461A1 EP 20152955 A EP20152955 A EP 20152955A EP 3855461 A1 EP3855461 A1 EP 3855461A1
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EP
European Patent Office
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winding
wire
toroidal core
protective cover
toroidal
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EP20152955.9A
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EP3855461B1 (en
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Alois Hofer
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Ruff GmbH
Original Assignee
Ruff GmbH
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Priority to PCT/EP2021/051216 priority patent/WO2021148476A1/en
Priority to BR112022014279A priority patent/BR112022014279A2/en
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    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/08—Winding conductors onto closed formers or cores, e.g. threading conductors through toroidal cores
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    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/082—Devices for guiding or positioning the winding material on the former
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    • 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
    • H01F41/094—Tensioning or braking devices

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for winding toroidal cores arranged in a toroidal core plane with a wire arranged in a winding plane.
  • a toroidal coil winding device with a toroidal core holder and an annular magazine guided through the toroidal core opening with elements used for guiding and storing wires is, for example, from FIG DE 101 53 896 A1 famous.
  • a disadvantage of this known device is that the wire to be wound onto the toroidal core during operation exerts a high load on the toroidal core when a wire turn is generated, since the wire is wound directly onto the toroidal core. In particular with toroidal cores with low material strength and when wrapping with a thick wire, this can lead to material failure of the toroidal core.
  • Another toroidal core winding device with a toroidal core holder and a magazine-free wire guide is for example from the EP 2 953 149 B1 famous.
  • a disadvantage of this known device is that the wire to be wound onto the toroidal core during operation exerts a high load on the toroidal core when a wire turn is generated, since the wire is wound directly onto the toroidal core. In particular with toroidal cores with low material strength and when wrapping with a thick wire, this can lead to material failure of the toroidal core.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a device for winding toroidal cores and a corresponding winding method which enable the automated winding of toroidal cores with, in particular, comparatively low material strength.
  • the device should have a simple and robust structure and should be inexpensive to manufacture.
  • the invention provides a device for winding toroidal cores arranged in a toroidal core plane with a wire arranged in a winding plane, the apparatus comprising a protective cover, which is arranged essentially in the toroidal core plane and perpendicular to the winding plane and is mounted horizontally translationally movable in the toroidal core plane and is set up to be guided over the toroidal core in areas during operation and thereby protect the toroidal core and to create an inner shape of at least one wire turn on which the wire is wound.
  • the device further comprises a slide which is arranged essentially in the toroidal core plane and parallel to the protective cover and is mounted slidably around the protective cover and surrounds the protective cover in some areas and is designed to move the at least one wire winding wound onto the protective cover during operation by a translational movement from the protective cover onto the toroidal core.
  • a method for winding toroidal cores arranged in a toroidal core plane with a wire arranged in a winding plane comprises winding the wire onto a protective cover and furthermore the following steps: advancing a slide and pushing the at least one wire turn from the protective cover onto the toroidal core; and pushing back the slide.
  • the method also includes the above-mentioned preceding step of positioning and braking the wire to be wound by means of guide plates.
  • a wire turn is generated on the protective cover that protects the toroidal core during operation, in that the protective cover generates an inner shape of at least one wire turn on which the wire is wound. Furthermore, the at least one wire turn wound on the protective cover is deposited during operation according to the invention by a translational movement of the slide against the wire turn from the protective cover onto the toroidal core. As a result, the load during the generation of the wire winding is absorbed by the protective cover. Since the toroidal core thus experiences essentially no load during the generation of the wire winding, toroidal cores with, in particular, a comparatively low material strength can also be wound or wires with a comparatively larger wire diameter can also be wound.
  • the device according to the invention has a simple structure, since further precautions that enable the winding of toroidal cores with low material strength can be dispensed with. Due to the relatively simple structure, the device is also robust and inexpensive to manufacture. The method according to the invention thus allows automated winding of toroidal cores with, in particular, comparatively low material strength, which cannot be wound with conventional toroidal core (coil) winding devices.
  • the invention In comparison to conventional toroidal core winding devices with a magazine, the invention has a simple structure, since further precautions that enable toroidal cores with low material strength to be wound can be dispensed with. Due to the relatively simple structure, the device is also robust and inexpensive to manufacture. The method according to the invention thus allows automated winding of toroidal cores with, in particular, comparatively low material strength, which cannot be wound with conventional toroidal core winding devices.
  • the protective cover comprises a receiving area in an area essentially opposite the end face of the toroidal core, which is designed to receive an area of the toroidal core that is already wound with the wire.
  • the receiving area is formed by the geometry of the protective cover between the end face of the toroidal core and the protective cover in order to prevent a collision with the partially wound toroidal core during operation.
  • the slide comprises a receiving area in an area essentially opposite the end face of the toroidal core, which is designed to receive an area of the toroidal core already wound with the wire.
  • the receiving area is formed by the geometry of the slide between the end face of the toroidal core and the slide in order to prevent a collision with the partially wound toroidal core during operation. This enables the toroidal core to be wound automatically. As a result, the process time for winding the toroidal core can be reduced and the quality of the wound toroidal core can be increased.
  • the device comprises a first guide plate and a second guide plate, which are arranged essentially parallel to the winding plane and are designed to guide and brake the wire in a predetermined position in the winding plane before being wound onto the protective cover.
  • the wire should preferably be guided in the winding plane.
  • the wire is guided on the protective cover between the first guide plate and the second guide plate in the winding plane.
  • the wire located in between is braked by friction. This reduces the load on the protective cover when the wire is wrapped and prevents the wire from tearing off. In addition, this increases the quality of the wire winding produced.
  • the first guide plate is mounted in a stationary manner and the second guide plate is mounted such that it can move horizontally in the toroidal core plane.
  • the wire strikes the first guide plate and the second guide plate and moves the second guide plate away from the first guide plate.
  • the wire is guided between the first guide plate and the second guide plate into a position in the winding plane that is advantageous for producing a wire turn. This enables the device to be used for wires with different wire thicknesses and an increase in the quality of the wire winding produced.
  • the first guide plate and the second guide plate have an incline in an upper region which continuously increases the distance between the first guide plate and the second guide plate and forms a funnel-shaped wire guide region.
  • the wire hits the first guide plate and the second guide plate, the wire is passed through the funnel-shaped wire guide area between the first guide plate and the second guide plate is guided into the winding plane.
  • the wire is also guided from a position outside the winding plane into a position between the first guide plate and the second guide plate in the winding plane that is advantageous for generating a wire turn, and the process reliability is thereby increased.
  • the second (or also the first or both) guide plate (s) preferably has a surface with braking properties which is designed to brake the wire before it is wound onto the protective cover when the wire is guided between the guide plates.
  • the braking property can be achieved, for example, in that the second guide plate has a surface made of a material (e.g. felt) with a coefficient of friction which is higher than the coefficient of friction of the first guide plate.
  • the surface of one or both guide plates is correspondingly coated or processed in such a way that the desired coefficient of friction is achieved.
  • the first guide plate and the second guide plate comprise receiving areas which are designed to receive the toroidal core, the protective cover and the slide.
  • the receiving areas of the first guide plate and the second guide plate allow a compact and robust design of the device.
  • the device comprises at least two drive rollers with recesses each arranged on the end face of the drive rollers, which are arranged essentially parallel and adjacent to the toroidal core and are designed to place the wire windings on the toroidal core take up and drive the toroidal core in rotation. Due to the parallel and adjacent arrangement of the drive rollers, the toroidal core is stored in a stationary manner during operation. At least one of the drive rollers is driven in rotation and, during operation, transmits the rotary movement to the toroidal core. The cutouts in the drive rollers take wire turns already wound on the toroid during operation in order to avoid a collision and also to ensure the transmission of the rotary movement when the toroid has already been partially wound.
  • the protective cover and the slider are designed in a mirrored manner on the winding plane. This design allows toroidal cores to be wound in both directions of rotation and can thus shorten the winding cycle time.
  • the device 1000 for winding toroidal cores 2000 preferably has a protective cover 1100 which surrounds and protects the toroidal core 2000 in areas during operation.
  • the protective cover 1100 is arranged essentially in the toroidal core plane 4100 and perpendicular to the winding plane 4200.
  • the protective cover 1100 is mounted in the toroidal core plane 4100 such that it can move horizontally in translation and can be guided over the toroidal core 2000 in areas.
  • the area of the protective cover 1100 which is guided over the toroidal core 2000 during operation has a U-shaped inner shape corresponding to the outer shape of the toroidal core 2000.
  • the outer shape of the protective cover 1100 corresponds to the inner shape of at least one wire turn 3100.
  • the protective cover 1100 surrounds the toroidal core 2000 in areas during operation in order to protect the toroidal core 2000 while the wire 3000 is being wound. During the winding, the wire 3000 is wound on the protective cover 1100.
  • the protective cover 1100 is preferably made of a material with a material strength that is higher than the material strength of the toroidal core 2000.
  • the device 1000 for winding toroidal cores 2000 further comprises a slide 1200 which, during operation, pushes the at least one wire winding 3100 wound onto the protective cover 1100 from the protective cover 1100 onto the toroidal core 2000.
  • the slide 1200 is arranged essentially in the toroidal core plane 4100 and parallel to the protective cover 1100 and is mounted so as to be slidable around the protective cover 1100.
  • the inner shape of the slide 1200 which is arranged over the protective cover 1100 during operation, corresponds to the outer shape of the protective cover 1100.
  • the slide 1200 is in an initial position during the winding of the protective cover 1100, as in FIG Figure 4a is shown.
  • the slider 1200 moves in the direction of the wire turn 3100 and pushes the wire turn 3100 from the protective cover 1100 onto the toroidal core 2000, as in FIG Fig. 4b shown. After the slider 1200 has pushed the at least one wire turn 3100 from the protective cover 1100 onto the toroidal core 2000, the slider 1200 moves back into the starting position, which enables the wire 3000 to be further wrapped around the protective cover 1100.
  • the protective cover 1100 and the slide 1200 include receiving areas 1110, 1210 which are arranged in an area essentially opposite the end face of the toroidal core 2000, as in FIG Fig. 2 shown.
  • the receiving areas 1110, 1210 are set up to receive an area of the ring core 2000 that has already been wound with the wire 3000 during operation. This prevents the already wound area of the ring core 2000 from colliding with the protective cover 1100 or the slide 1200 during operation.
  • the illustrated first and second guide plates 1310, 1320 are arranged essentially parallel and adjacent to the winding plane 4200.
  • the first guide plate 1310 is mounted in a stationary manner and the second guide plate 1320 is mounted in the toroidal core plane 4100 so that it can move horizontally in a translatory manner.
  • the guide plates 1310, 1320 guide the wire 3000 into a predetermined position in the winding plane 4200 and brake the wire 3000 before it is wound onto the protective cover 1100.
  • the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320 have inclines in an upper region 1330, which the Continuously increase the distance between the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320 and form a funnel-shaped wire opening area 1340.
  • the wire 3000 When the wire 3000 hits the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320, the wire 3000 is guided through the funnel-shaped wire opening area 1340 by moving the second guide plate 1320 between the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320. The wire 3000 is thus also guided from a position outside the winding plane 4200 into a position in the winding plane 4200 that is advantageous for generating at least one wire turn 3100. The wire 3000 is guided between the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320 into a position in the winding plane 4200 that is advantageous for producing the wire winding 3100.
  • the wire 3000 between the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320 is braked on the one hand by a restoring force which acts from the second guide plate 1320 in the direction of the first guide plate 1310.
  • the wire 3000 located in between is pressed by the second guide plate 1320 against the first guide plate 1310 and thereby braked when the wire 3000 is guided between the guide plates 1310, 1320.
  • the second guide plate 1320 according to an embodiment of the present invention has a surface 1322 with braking properties made of a material (e.g. provided with a brake lining such as felt or the like) with a coefficient of friction that is higher than the coefficient of friction of the first guide plate 1310, as in FIG Fig. 1 shown.
  • the wire 3000 is also braked by the increased friction between the wire 3000 and the second guide plate 1320 due to the surface 1322 with braking properties.
  • the first guide plate 1310 or both guide plates 1310, 1320 can also be mounted in a translationally movable manner.
  • the first guide plate 1310 or both guide plates 1310, 1320 can have a surface 1322 with braking properties.
  • the device 1000 comprises at least two drive rollers 1410, 1420 with recesses 1411, 1421 each arranged on the end face of the drive rollers 1410, 1420.
  • the drive rollers 1410, 1420 are arranged on their end face adjacent to the toroidal core 2000 and drive the toroidal core 2000 rotatory on during winding.
  • the recesses 1411, 1421 of the drive rollers 1410, 1420 are set up to receive the wire windings 3100 already wound on the toroidal core 2000 during operation. This ensures that the drive rollers 1410, 1420 do not collide with the wire windings 3100 wound on the toroidal core 2000 and that the rotational movement is also transmitted to the toroidal core 2000 when the toroidal core 2000 has already been partially wound.
  • the method 5000 for winding toroidal cores 2000 can be performed as follows with reference to FIG Figure 4a , 4b and 5 can be summarized as described.
  • the toroidal core 2000 is inserted into the device 1000 and rotated during winding.
  • the protective cover 1100 is guided over the toroidal core 2000 in some areas, whereby the toroidal core 2000 is mounted in a preferred position in the device 1000 in a fixed and rotationally movable manner by the drive rollers 1410, 1420 and the protective cover 1100.
  • a first turn of wire 3100 is wound on the protective cover 1100, as in FIG Figure 4a shown.
  • the slide 1200 moves in the direction of the wire turn 3100 and pushes it from the protective cover 1100 onto the toroidal core 2000.
  • the slide 1200 then moves back into its original position. These steps are repeated until a predetermined desired number of turns of wire 3100 is wound on the toroidal core 2000.
  • the method 5000 for winding toroidal cores 2000 can, in addition to the steps described above, also include a preceding step of positioning and braking the wire 3000 to be wound by means of guide plates 1310, 1320.
  • the wire 3000 hits the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320, the wire 3000 is guided through the funnel-shaped wire opening area 1340 between the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320.
  • the guide plates 1310, 1320 guide the wire 3000 into a predetermined position in the winding plane 4200 and brake the wire 3000 before it is wound onto the protective cover 1100.
  • FIG. 5 shows a flowchart of an embodiment of a method 5000 for winding toroidal cores 2000 according to an embodiment of the present invention.
  • step 5100 the toroidal core 2000 is inserted into the device 1000 before the winding.
  • the protective cover 1100 is guided over the toroidal core 2000, as a result of which the toroidal core 2000 is mounted in a stationary and rotationally movable manner by the drive rollers 1410, 1420 and the protective cover 1100.
  • the wire 3000 to be wound is positioned and braked in the winding plane 4200 by the guide plates 1310, 1320.
  • step 5300 at least one wire turn 3100 is wound onto the protective cover 1100.
  • the slide 1200 is wound in the direction of the protective cover 1100 Move wire winding 3100 and thereby slide 1200 pushes the at least one wire winding 3100 from protective cover 1100 onto toroidal core 2000.
  • slide 1200 then moves back into its original position. If the toroidal core 2000 has a predetermined desired number of wire windings 3100 after step 5500, then, in accordance with a further step 5600, the protective cover 1100 is returned from the toroidal core 2000 and the wound toroidal core 2000 is removed. If the toroidal core 2000 does not yet have the predetermined desired number of wire windings 3100 after step 5500, steps 5200, 5300, 5400, 5500 are repeated until the toroidal core 2000 has the predetermined desired number of wire windings 3100.
  • toroidal core also includes tube cores or cores with a special opening geometry and relates in particular to those toroidal cores with low material strength or cores with angled opening geometry as well as tube cores which, due to their low material strength, cannot be wound with conventional toroidal core winding devices because the winding with a wire would lead to material failure of the toroidal core.
  • the embodiments described here are also suitable for winding other toroidal cores or cores with other openings and also those with high material strength and allow simple and convenient winding.
  • wire also includes all other materials with which toroidal cores or similar objects can be wound in accordance with the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bewickeln von in einer Ringkernebene angeordneten Ringkernen mit einem in einer Wickelebene angeorneten Draht. Die Vorrichtung umfasst ferner: eine Schutzabdeckung, welche im Wesentlichen in der Ringkernebene und senkrecht zu der Wickelebene angeordnet und in der Ringkernebene horizontal translatorisch beweglich gelagert ist und dazu eingerichtet ist, im Betrieb bereichsweise über den Ringkern geführt zu werden und den Ringkern dadurch zu schützen und eine innere Form von zumindest einer Drahtwindung zu erzeugen, auf die der Draht gewickelt wird. Die Vorrichtung umfasst ferner: einen Schieber, welcher im Wesentlichen in der Ringkernebene und parallel zu der Schutzabdeckung angeordnet und um die Schutzabdeckung gleitbar gelagert ist und die Schutzabdeckung bereichsweise umgibt und dazu eingerichtet ist, die zumindest eine auf die Schutzabdeckung gewickelte Drahtwindung im Betrieb durch eine translatorische Bewegung von der Schutzabdeckung auf den Ringkern zu schieben.

Figure imgaf001
The invention relates to a device and a method for winding toroidal cores arranged in a toroidal core plane with a wire arranged in a winding plane. The device further comprises: a protective cover which is arranged essentially in the toroidal core plane and perpendicular to the winding plane and is mounted horizontally translationally movable in the toroidal core plane and is set up to be guided over the toroidal core in areas during operation and to protect and thereby protect the toroidal core to create an inner shape of at least one wire turn on which the wire is wound. The device further comprises: a slide, which is arranged essentially in the toroidal core plane and parallel to the protective cover and is mounted slidably around the protective cover and surrounds the protective cover in some areas and is set up to translate the at least one wire winding wound onto the protective cover during operation Movement of the protective cover to slide onto the toroidal core.
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bewickeln von in einer Ringkernebene angeordneten Ringkernen mit einem in einer Wickelebene angeordneten Draht.The invention relates to a device and a method for winding toroidal cores arranged in a toroidal core plane with a wire arranged in a winding plane.

Eine Ringkernspulen-Wickelvorrichtung mit einer Ringkernhalterung und einem durch die Ringkernöffnung geführten ringförmigen Magazin mit zur Drahtführung und Drahtmagazinierung dienenden Elementen ist beispielsweise aus der DE 101 53 896 A1 bekannt. Nachteilig wirkt sich bei dieser bekannten Vorrichtung aus, dass der im Betrieb auf den Ringkern zu wickelnde Draht bei der Erzeugung einer Drahtwindung eine hohe Belastung auf den Ringkern ausübt, da der Draht direkt auf den Ringkern gewickelt wird. Insbesondere bei Ringkernen mit geringer Materialfestigkeit und bei der Bewicklung mit einem dicken Draht kann dies zu einem Materialversagen des Ringkerns führen.A toroidal coil winding device with a toroidal core holder and an annular magazine guided through the toroidal core opening with elements used for guiding and storing wires is, for example, from FIG DE 101 53 896 A1 famous. A disadvantage of this known device is that the wire to be wound onto the toroidal core during operation exerts a high load on the toroidal core when a wire turn is generated, since the wire is wound directly onto the toroidal core. In particular with toroidal cores with low material strength and when wrapping with a thick wire, this can lead to material failure of the toroidal core.

Eine weitere Ringkernen-Wickelvorrichtung mit einer Ringkernhalterung und einer magazinlosen Drahtführung ist beispielsweise aus der EP 2 953 149 B1 bekannt. Nachteilig wirkt sich bei dieser bekannten Vorrichtung aus, dass der im Betrieb auf den Ringkern zu wickelnde Draht bei der Erzeugung einer Drahtwindung eine hohe Belastung auf den Ringkern ausübt, da der Draht direkt auf den Ringkern gewickelt wird. Insbesondere bei Ringkernen mit geringer Materialfestigkeit und bei der Bewicklung mit einem dicken Draht kann dies zu einem Materialversagen des Ringkerns führen.Another toroidal core winding device with a toroidal core holder and a magazine-free wire guide is for example from the EP 2 953 149 B1 famous. A disadvantage of this known device is that the wire to be wound onto the toroidal core during operation exerts a high load on the toroidal core when a wire turn is generated, since the wire is wound directly onto the toroidal core. In particular with toroidal cores with low material strength and when wrapping with a thick wire, this can lead to material failure of the toroidal core.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen sowie ein entsprechendes Wickelverfahren zu schaffen, die ein automatisiertes Bewickeln von Ringkernen mit insbesondere vergleichsweiser geringer Materialfestigkeit ermöglichen. Zusätzlich soll die Vorrichtung einfach und robust aufgebaut und kostengünstig herstellbar sein.The present invention is therefore based on the object of creating a device for winding toroidal cores and a corresponding winding method which enable the automated winding of toroidal cores with, in particular, comparatively low material strength. In addition, the device should have a simple and robust structure and should be inexpensive to manufacture.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum Bewickeln von in einer Ringkernebene angeordneten Ringkernen mit einem in einer Wickelebene angeordneten Draht vor, wobei die Vorrichtung eine Schutzabdeckung umfasst, welche im Wesentlichen in der Ringkernebene und senkrecht zu der Wickelebene angeordnet und in der Ringkernebene horizontal translatorisch beweglich gelagert ist und dazu eingerichtet ist, im Betrieb bereichsweise über den Ringkern geführt zu werden und den Ringkern dadurch zu schützen und eine innere Form von zumindest einer Drahtwindung zu erzeugen, auf die der Draht gewickelt wird. Die Vorrichtung umfasst ferner einen Schieber, welcher im Wesentlichen in der Ringkernebene und parallel zu der Schutzabdeckung angeordnet und um die Schutzabdeckung gleitbar gelagert ist und die Schutzabdeckung bereichsweise umgibt und dazu eingerichtet ist, die zumindest eine auf die Schutzabdeckung gewickelte Drahtwindung im Betrieb durch eine translatorische Bewegung von der Schutzabdeckung auf den Ringkern zu schieben.To achieve this object, the invention provides a device for winding toroidal cores arranged in a toroidal core plane with a wire arranged in a winding plane, the apparatus comprising a protective cover, which is arranged essentially in the toroidal core plane and perpendicular to the winding plane and is mounted horizontally translationally movable in the toroidal core plane and is set up to be guided over the toroidal core in areas during operation and thereby protect the toroidal core and to create an inner shape of at least one wire turn on which the wire is wound. The device further comprises a slide which is arranged essentially in the toroidal core plane and parallel to the protective cover and is mounted slidably around the protective cover and surrounds the protective cover in some areas and is designed to move the at least one wire winding wound onto the protective cover during operation by a translational movement from the protective cover onto the toroidal core.

Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin ein Verfahren zum Bewickeln von in einer Ringkernebene angeordneten Ringkernen mit einem in einer Wickelebene angeordneten Draht vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst dabei das Wickeln des Drahtes auf eine Schutzabdeckung und ferner folgende Schritte: Vorschieben eines Schiebers und Schieben der zumindest einen Drahtwindung von der Schutzabdeckung auf den Ringkern; und Rückschieben des Schiebers. In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren zudem einen den oben genannten vorgeschalteten Schritt des Positionierens und Bremsens des zu wickelnden Drahtes durch Führungsbleche.To achieve the object, a method for winding toroidal cores arranged in a toroidal core plane with a wire arranged in a winding plane is also proposed. The method comprises winding the wire onto a protective cover and furthermore the following steps: advancing a slide and pushing the at least one wire turn from the protective cover onto the toroidal core; and pushing back the slide. In an advantageous embodiment, the method also includes the above-mentioned preceding step of positioning and braking the wire to be wound by means of guide plates.

Das Erzeugung einer Drahtwindung erfolgt damit erfindungsgemäß auf der den Ringkern im Betrieb schützenden Schutzabdeckung, indem die Schutzabdeckung eine innere Form von zumindest einer Drahtwindung erzeugt, auf die der Draht gewickelt wird. Ferner erfolgt das Ablegen der zumindest einen auf die Schutzabdeckung gewickelten Drahtwindung im Betrieb erfindungsgemäß durch eine translatorische Bewegung des Schiebers gegen die Drahtwindung von der Schutzabdeckung auf den Ringkern. Dadurch wird die Belastung bei der Erzeugung der Drahtwindung von der Schutzabdeckung aufgenommen. Da somit der Ringkern während der Erzeugung der Drahtwindung im Wesentlichen keine Belastung erfährt, können auch Ringkerne mit insbesondere vergleichsweiser geringer Materialfestigkeit bewickelt bzw. auch Drähte mit vergleichsweise größerem Drahtdurchmesser gewickelt werden.According to the invention, a wire turn is generated on the protective cover that protects the toroidal core during operation, in that the protective cover generates an inner shape of at least one wire turn on which the wire is wound. Furthermore, the at least one wire turn wound on the protective cover is deposited during operation according to the invention by a translational movement of the slide against the wire turn from the protective cover onto the toroidal core. As a result, the load during the generation of the wire winding is absorbed by the protective cover. Since the toroidal core thus experiences essentially no load during the generation of the wire winding, toroidal cores with, in particular, a comparatively low material strength can also be wound or wires with a comparatively larger wire diameter can also be wound.

Im Vergleich zu einer herkömmlichen Ringkern(spulen)-Wickelvorrichtung mit einer Drahtführung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach aufgebaut, da auf weitere Vorkehrungen, die das Bewickeln von Ringkernen mit geringer Materialfestigkeit ermöglichen, verzichtet werden kann. Durch den relativ einfachen Aufbau ist die Vorrichtung ebenfalls robust und kostengünstig herzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit ein automatisiertes Bewickeln auch von Ringkernen mit insbesondere vergleichsweiser geringer Materialfestigkeit, die mit herkömmlichen Ringkern(spulen)-Wickelvorrichtungen nicht wickelbar sind.In comparison to a conventional toroidal core (coil) winding device with a wire guide, the device according to the invention has a simple structure, since further precautions that enable the winding of toroidal cores with low material strength can be dispensed with. Due to the relatively simple structure, the device is also robust and inexpensive to manufacture. The method according to the invention thus allows automated winding of toroidal cores with, in particular, comparatively low material strength, which cannot be wound with conventional toroidal core (coil) winding devices.

Im Vergleich zu herkömmlichen Ringkern-Wickelvorrichtungen mit einem Magazin ist die Erfindung einfach aufgebaut, da auf weitere Vorkehrungen, die das Bewickeln von Ringkernen mit geringer Materialfestigkeit ermöglichen, verzichtet werden kann. Durch den relativ einfachen Aufbau ist die Vorrichtung ebenfalls robust und kostengünstig herzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit ein automatisiertes Bewickeln auch von Ringkernen mit insbesondere vergleichsweiser geringer Materialfestigkeit, die mit herkömmlichen Ringkern-Wickelvorrichtungen nicht wickelbar sind.In comparison to conventional toroidal core winding devices with a magazine, the invention has a simple structure, since further precautions that enable toroidal cores with low material strength to be wound can be dispensed with. Due to the relatively simple structure, the device is also robust and inexpensive to manufacture. The method according to the invention thus allows automated winding of toroidal cores with, in particular, comparatively low material strength, which cannot be wound with conventional toroidal core winding devices.

Gemäß einem Aspekt umfasst die Schutzabdeckung einen Aufnahmebereich in einem der Stirnfläche des Ringkerns im Wesentlichen gegenüberliegenden Bereich, der dazu eingerichtet ist, einen bereits mit dem Draht bewickelten Bereich des Ringkerns aufzunehmen. Der Aufnahmebereich wird durch die Geometrie der Schutzabdeckung zwischen der Stirnfläche des Ringkerns und der Schutzabdeckung gebildet, um eine Kollision mit dem teilweise bewickelten Ringkern im Betrieb zu verhindern. Dies ermöglicht das automatisierte Bewickeln des Ringkerns. Dadurch kann die Prozesszeit zum Bewickeln des Ringkerns reduziert werden und die Qualität des bewickelten Ringkerns erhöht werden.According to one aspect, the protective cover comprises a receiving area in an area essentially opposite the end face of the toroidal core, which is designed to receive an area of the toroidal core that is already wound with the wire. The receiving area is formed by the geometry of the protective cover between the end face of the toroidal core and the protective cover in order to prevent a collision with the partially wound toroidal core during operation. This enables the toroidal core to be wound automatically. As a result, the process time for winding the toroidal core can be reduced and the quality of the wound toroidal core can be increased.

Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst der Schieber einen Aufnahmebereich in einem der Stirnfläche des Ringkerns im Wesentlichen gegenüberliegenden Bereich, der dazu eingerichtet ist, einen bereits mit dem Draht bewickelten Bereich des Ringkerns aufzunehmen. Der Aufnahmebereich wird durch die Geometrie des Schiebers zwischen der Stirnfläche des Ringkerns und dem Schieber gebildet, um eine Kollision mit dem teilweise bewickelten Ringkern im Betrieb zu verhindern. Dies ermöglicht das automatisierte Bewickeln des Ringkerns. Dadurch kann die Prozesszeit zum Bewickeln des Ringkerns reduziert werden und die Qualität des bewickelten Ringkerns erhöht werden.According to a further aspect, the slide comprises a receiving area in an area essentially opposite the end face of the toroidal core, which is designed to receive an area of the toroidal core already wound with the wire. The receiving area is formed by the geometry of the slide between the end face of the toroidal core and the slide in order to prevent a collision with the partially wound toroidal core during operation. this enables the toroidal core to be wound automatically. As a result, the process time for winding the toroidal core can be reduced and the quality of the wound toroidal core can be increased.

Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Vorrichtung ein erstes Führungsblech und ein zweites Führungsblech, welche im Wesentlichen parallel zu der Wickelebene angeordnet und dazu eingerichtet sind, den Draht vor dem Bewickeln auf die Schutzabdeckung in eine vorbestimmte Position in der Wickelebene zu führen und zu bremsen. Für die Erzeugung einer Drahtwindung auf der Schutzabdeckung ist der Draht vorzugsweise in der Wickelebene zu führen. Der Draht wird vor dem Bewickeln auf der Schutzabdeckung zwischen dem ersten Führungsblech und dem zweiten Führungsblech in der Wickelebene geführt. Durch eine Rückstellkraft des zweiten Führungsblechs in Richtung des ersten Führungsblechs wird der dazwischen befindliche Draht durch Reibung gebremst. Dadurch wird die Belastung auf die Schutzabdeckung bei der Bewicklung mit dem Draht reduziert und ein Abriss des Drahtes verhindert. Zudem wird dadurch die Qualität der erzeugten Drahtwindung erhöht.According to a further aspect, the device comprises a first guide plate and a second guide plate, which are arranged essentially parallel to the winding plane and are designed to guide and brake the wire in a predetermined position in the winding plane before being wound onto the protective cover. To create a wire winding on the protective cover, the wire should preferably be guided in the winding plane. Before being wound, the wire is guided on the protective cover between the first guide plate and the second guide plate in the winding plane. By a restoring force of the second guide plate in the direction of the first guide plate, the wire located in between is braked by friction. This reduces the load on the protective cover when the wire is wrapped and prevents the wire from tearing off. In addition, this increases the quality of the wire winding produced.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist das erste Führungsblech ortsfest gelagert und das zweite Führungsblech in der Ringkernebene horizontal translatorisch beweglich gelagert. Bei der Erzeugung der Drahtwindung trifft der Draht auf das erste Führungsblech und das zweite Führungsblech und verschiebt das zweite Führungsblech weg von dem ersten Führungsblech. Dadurch wird der Draht zwischen dem ersten Führungsblech und dem zweiten Führungsblech in eine für die Erzeugung einer Drahtwindung vorteilhaften Position in der Wickelebene geführt. Dies ermöglicht die Anwendung der Vorrichtung für Drähte mit verschiedenen Drahtdicken und eine Erhöhung der Qualität der erzeugten Drahtwindung.According to a further aspect, the first guide plate is mounted in a stationary manner and the second guide plate is mounted such that it can move horizontally in the toroidal core plane. When the wire winding is produced, the wire strikes the first guide plate and the second guide plate and moves the second guide plate away from the first guide plate. As a result, the wire is guided between the first guide plate and the second guide plate into a position in the winding plane that is advantageous for producing a wire turn. This enables the device to be used for wires with different wire thicknesses and an increase in the quality of the wire winding produced.

Gemäß einem weiteren Aspekt weisen das erste Führungsblech und das zweite Führungsblech in einem oberen Bereich eine Neigung auf, welche den Abstand zwischen dem ersten Führungsblech und dem zweiten Führungsblech kontinuierlich erhöht und einen trichterförmigen Drahtführungsbereich bildet. Beim Auftreffen des Drahtes auf das erste Führungsblech und das zweite Führungsblech wird der Draht durch den trichterförmigen Drahtführungsbereich zwischen das erste Führungsblech und das zweite Führungsblech in die Wickelebene geführt. Dadurch wird der Draht auch aus einer Position außerhalb der Wickelebene in eine für die Erzeugung einer Drahtwindung vorteilhaften Position zwischen dem ersten Führungsblech und dem zweiten Führungsblech in der Wickelebene geführt und die Prozesssicherheit wird dadurch erhöht.According to a further aspect, the first guide plate and the second guide plate have an incline in an upper region which continuously increases the distance between the first guide plate and the second guide plate and forms a funnel-shaped wire guide region. When the wire hits the first guide plate and the second guide plate, the wire is passed through the funnel-shaped wire guide area between the first guide plate and the second guide plate is guided into the winding plane. As a result, the wire is also guided from a position outside the winding plane into a position between the first guide plate and the second guide plate in the winding plane that is advantageous for generating a wire turn, and the process reliability is thereby increased.

Gemäß einem weiteren Aspekt weist vorzugsweise das zweite (oder auch das erste oder beide) Führungsblech(e) eine Oberfläche mit Bremseigenschaften auf, die dazu eingerichtet ist, den Draht vor dem Bewickeln auf die Schutzabdeckung beim Führen des Drahtes zwischen den Führungsblechen zu bremsen. Die Bremseigenschaft kann beispielsweise erreicht werden, indem das zweite Führungsblech eine Oberfläche aus einem Material (z.B. Filz) mit einem Reibungskoeffizienten aufweist, der höher als der Reibungskoeffizient des ersten Führungsblechs ist. Gemäß weiterer Ausführungsformen ist die Oberfläche eines oder beider Führungsbleche entsprechend so beschichtet oder verarbeitet, dass der gewünschte Reibungskoeffizient erreicht wird. Beim Auftreffen des Drahtes auf das erste Führungsblech und das zweite Führungsblech und der Verschiebung des zweiten Führungsblechs wird der Draht durch die Rückstellkraft und die erhöhte Reibung zwischen dem Draht und dem zweiten Führungsblech gebremst. Dadurch wird sowohl die Belastung auf die Schutzabdeckung, als auch die Belastung auf das erste Führungsblech und das zweite Führungsblech bei der Bewicklung mit dem Draht reduziert und ein Abriss des Drahtes verhindert. Zudem wird dadurch die Qualität der erzeugten Drahtwindung erhöht.According to a further aspect, the second (or also the first or both) guide plate (s) preferably has a surface with braking properties which is designed to brake the wire before it is wound onto the protective cover when the wire is guided between the guide plates. The braking property can be achieved, for example, in that the second guide plate has a surface made of a material (e.g. felt) with a coefficient of friction which is higher than the coefficient of friction of the first guide plate. According to further embodiments, the surface of one or both guide plates is correspondingly coated or processed in such a way that the desired coefficient of friction is achieved. When the wire hits the first guide plate and the second guide plate and the displacement of the second guide plate, the wire is braked by the restoring force and the increased friction between the wire and the second guide plate. This reduces both the load on the protective cover and the load on the first guide plate and the second guide plate when the wire is wrapped, and prevents the wire from tearing off. In addition, this increases the quality of the wire winding produced.

Gemäß einem weiteren Aspekt umfassen das erste Führungsblech und das zweite Führungsblech Aufnahmebereiche, die dazu eingerichtet sind, den Ringkern, die Schutzabdeckung und den Schieber aufzunehmen. Die Aufnahmebereiche des ersten Führungsblechs und des zweiten Führungsblechs erlauben eine Kompakte und robuste Bauart der Vorrichtung.According to a further aspect, the first guide plate and the second guide plate comprise receiving areas which are designed to receive the toroidal core, the protective cover and the slide. The receiving areas of the first guide plate and the second guide plate allow a compact and robust design of the device.

Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Vorrichtung zumindest zwei Antriebsrollen mit jeweils an der Stirnfläche der Antriebsrollen angeordneten Aussparungen, welche im Wesentlichen parallel und benachbart zu dem Ringkern angeordnet sind und dazu eingerichtet sind, die Drahtwindungen auf dem Ringkern aufzunehmen und den Ringkern rotatorisch anzutreiben. Durch die parallele und benachbarte Anordnung der Antriebsrollen wird der Ringkern im Betrieb ortsfest gelagert. Zumindest eine der Antriebsrollen ist rotatorisch angetrieben und überträgt im Betrieb die rotatorische Bewegung auf den Ringkern. Die Aussparungen der Antriebsrollen nehmen im Betrieb bereits gewickelte Drahtwindung auf dem Ringkern auf, um eine Kollision zu vermeiden und die Übertragung der rotatorischen Bewegung auch zu gewährleisten, wenn der Ringkern bereits teilweise bewickelt wurde.According to a further aspect, the device comprises at least two drive rollers with recesses each arranged on the end face of the drive rollers, which are arranged essentially parallel and adjacent to the toroidal core and are designed to place the wire windings on the toroidal core take up and drive the toroidal core in rotation. Due to the parallel and adjacent arrangement of the drive rollers, the toroidal core is stored in a stationary manner during operation. At least one of the drive rollers is driven in rotation and, during operation, transmits the rotary movement to the toroidal core. The cutouts in the drive rollers take wire turns already wound on the toroid during operation in order to avoid a collision and also to ensure the transmission of the rotary movement when the toroid has already been partially wound.

Gemäß einem weiteren Aspekt sind die Schutzabdeckung und der Schieber an der Wickelebene gespiegelt doppelt ausgeführt. Diese Ausführung erlaubt das Bewickeln von Ringkernen in beide Drehrichtungen und kann somit die Zykluszeit des Bewickelns verkürzen.According to a further aspect, the protective cover and the slider are designed in a mirrored manner on the winding plane. This design allows toroidal cores to be wound in both directions of rotation and can thus shorten the winding cycle time.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine rudimentäre schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen in einem Schnitt in der Wickelebene;
  • Fig. 2 eine rudimentäre schematische Vorderansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen;
  • Fig. 3 eine rudimentäre schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen, in einem Schnitt in der Wickelebene;
  • Fig. 4a eine rudimentäre schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen in einem Zustand, in dem eine Drahtwindung auf die Schutzabdeckung gewickelt ist;
  • Fig. 4b eine rudimentäre schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen in einem Zustand, in dem eine Drahtwindung durch den Schieber von der Schutzabdeckung auf den Ringkern geschoben wird;
  • Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bewickeln von Ringkernen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying figures. Show it:
  • Fig. 1 a rudimentary schematic perspective view of an embodiment of the device for winding toroidal cores in a section in the winding plane;
  • Fig. 2 a rudimentary schematic front view of an embodiment of the device for winding toroidal cores;
  • Fig. 3 a rudimentary schematic side view of an embodiment of the device for winding toroidal cores, in a section in the winding plane;
  • Figure 4a a rudimentary schematic side view of an embodiment of the device for winding toroidal cores in a state in which a wire turn is wound on the protective cover;
  • Figure 4b a rudimentary schematic side view of an embodiment of the device for winding toroidal cores in a state in which a wire winding is pushed by the slide from the protective cover onto the toroidal core;
  • Fig. 5 a flowchart of a method for winding toroidal cores according to an embodiment of the present invention.

Gemäß den in den Figs. 1 bis 4b dargestellten Ausführungsformen weist die Vorrichtung 1000 zum Bewickeln von Ringkernen 2000 vorzugsweise eine Schutzabdeckung 1100 auf, die den Ringkern 2000 im Betrieb bereichsweise umgibt und schützt. Die Schutzabdeckung 1100 ist im Wesentlichen in der Ringkernebene 4100 und senkrecht zu der Wickelebene 4200 angeordnet. Ferner ist die Schutzabdeckung 1100 in der Ringkernebene 4100 horizontal translatorisch beweglich gelagert und über den Ringkern 2000 bereichsweise führbar. Wie in Fig. 3 dargestellt, weist der Bereich der Schutzabdeckung 1100, der im Betrieb über den Ringkern 2000 geführt wird, eine der äußeren Form des Ringkerns 2000 entsprechende u-förmige innere Form auf. Die äußere Form der Schutzabdeckung 1100 entspricht der inneren Form von zumindest einer Drahtwindung 3100. Die Schutzabdeckungen 1100 umgibt den Ringkern 2000 im Betrieb bereichsweise, um den Ringkern 2000 während des Bewickelns mit dem Draht 3000 zu schützen. Während des Bewickelns wird der Draht 3000 auf die Schutzabdeckung 1100 gewickelt. Die Schutzabdeckung 1100 besteht vorzugsweise aus einem Material mit einer Materialfestigkeit, die höher ist, als die Materialfestigkeit des Ringkerns 2000.According to the Figs. 1 to 4b In the illustrated embodiments, the device 1000 for winding toroidal cores 2000 preferably has a protective cover 1100 which surrounds and protects the toroidal core 2000 in areas during operation. The protective cover 1100 is arranged essentially in the toroidal core plane 4100 and perpendicular to the winding plane 4200. Furthermore, the protective cover 1100 is mounted in the toroidal core plane 4100 such that it can move horizontally in translation and can be guided over the toroidal core 2000 in areas. As in Fig. 3 As shown, the area of the protective cover 1100 which is guided over the toroidal core 2000 during operation has a U-shaped inner shape corresponding to the outer shape of the toroidal core 2000. The outer shape of the protective cover 1100 corresponds to the inner shape of at least one wire turn 3100. The protective cover 1100 surrounds the toroidal core 2000 in areas during operation in order to protect the toroidal core 2000 while the wire 3000 is being wound. During the winding, the wire 3000 is wound on the protective cover 1100. The protective cover 1100 is preferably made of a material with a material strength that is higher than the material strength of the toroidal core 2000.

Gemäß den in den Figs. 1 bis 4b dargestellten Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung 1000 zum Bewickeln von Ringkernen 2000 ferner einen Schieber 1200, der im Betrieb die zumindest eine auf die Schutzabdeckung 1100 gewickelte Drahtwindung 3100 von der Schutzabdeckung 1100 auf den Ringkern 2000 schiebt. Der Schieber 1200 ist dabei im Wesentlichen in der Ringkernebene 4100 und parallel zu der Schutzabdeckung 1100 angeordnet und um die Schutzabdeckung 1100 gleitbar gelagert. Wie in Fig. 3 dargestellt, entspricht die innere Form des Schiebers 1200, der im Betrieb über der Schutzabdeckung 1100 angeordnet ist, der äußeren Form der Schutzabdeckung 1100. Der Schieber 1200 befindet sich während der Bewicklung der Schutzabdeckung 1100 in einer Ausgangsposition, wie in Fig. 4a dargestellt ist. Wenn die zumindest eine Drahtwindung 3100 auf die Schutzabdeckung 1100 gewickelt ist, verfährt der Schieber 1200 in Richtung der Drahtwindung 3100 und schiebt die Drahtwindung 3100 von der Schutzabdeckung 1100 auf den Ringkern 2000, wie in Fig. 4b dargestellt. Nachdem der Schieber 1200 die zumindest eine Drahtwindung 3100 von der Schutzabdeckung 1100 auf den Ringkern 2000 geschoben hat, verfährt der Schieber 1200 wieder in die Ausgangsposition, die das weitere Bewickeln des Drahtes 3000 um die Schutzabdeckung 1100 ermöglicht.According to the Figs. 1 to 4b In the illustrated embodiments, the device 1000 for winding toroidal cores 2000 further comprises a slide 1200 which, during operation, pushes the at least one wire winding 3100 wound onto the protective cover 1100 from the protective cover 1100 onto the toroidal core 2000. The slide 1200 is arranged essentially in the toroidal core plane 4100 and parallel to the protective cover 1100 and is mounted so as to be slidable around the protective cover 1100. As in Fig. 3 As shown, the inner shape of the slide 1200, which is arranged over the protective cover 1100 during operation, corresponds to the outer shape of the protective cover 1100. The slide 1200 is in an initial position during the winding of the protective cover 1100, as in FIG Figure 4a is shown. When the at least one wire turn 3100 is wound on the protective cover 1100, the slider 1200 moves in the direction of the wire turn 3100 and pushes the wire turn 3100 from the protective cover 1100 onto the toroidal core 2000, as in FIG Fig. 4b shown. After the slider 1200 has pushed the at least one wire turn 3100 from the protective cover 1100 onto the toroidal core 2000, the slider 1200 moves back into the starting position, which enables the wire 3000 to be further wrapped around the protective cover 1100.

Die Schutzabdeckung 1100 und der Schieber 1200 umfassen Aufnahmebereiche 1110, 1210, die in einem der Stirnfläche des Ringkerns 2000 im Wesentlichen gegenüberliegenden Bereich angeordnet sind, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Aufnahmebereiche 1110, 1210 sind dazu eingerichtet, einen bereits mit dem Draht 3000 bewickelten Bereich des Ringskerns 2000 im Betrieb aufzunehmen. Dadurch wird verhindert, dass der bereits bewickelte Bereich des Ringskerns 2000 im Betrieb mit der Schutzabdeckung 1100 oder dem Schieber 1200 kollidiert.The protective cover 1100 and the slide 1200 include receiving areas 1110, 1210 which are arranged in an area essentially opposite the end face of the toroidal core 2000, as in FIG Fig. 2 shown. The receiving areas 1110, 1210 are set up to receive an area of the ring core 2000 that has already been wound with the wire 3000 during operation. This prevents the already wound area of the ring core 2000 from colliding with the protective cover 1100 or the slide 1200 during operation.

Die in den Figs. 1 und 2 dargestellten ersten und zweiten Führungsbleche 1310, 1320 sind im Wesentlichen parallel und benachbart zu der Wickelebene 4200 angeordnet. Das erste Führungsblech 1310 ist ortsfest gelagert und das zweite Führungsblech 1320 ist in der Ringkernebene 4100 horizontal translatorisch beweglich gelagert. Die Führungsbleche 1310, 1320 führen den Draht 3000 in eine vorbestimmte Position in der Wickelebene 4200 und bremsen den Draht 3000 vor dem Bewickeln auf die Schutzabdeckung 1100. Das erste Führungsblech 1310 und das zweite Führungsblech 1320 weisen in einem oberen Bereich 1330 Neigungen auf, welche den Abstand zwischen dem ersten Führungsblech 1310 und dem zweiten Führungsblech 1320 kontinuierlich erhöhen und einen trichterförmigen Drahtöffnungsbereich 1340 bilden. Beim Auftreffen des Drahtes 3000 auf das erste Führungsblech 1310 und das zweite Führungsblech 1320 wird der Draht 3000 durch den trichterförmigen Drahtöffnungsbereich 1340 durch Verschieben des zweiten Führungsblechs 1320 zwischen das erste Führungsblech 1310 und das zweite Führungsblech 1320 geführt. Der Draht 3000 wird somit auch aus einer Position außerhalb der Wickelebene 4200 in eine für die Erzeugung zumindest einer Drahtwindung 3100 vorteilhaften Position in der Wickelebene 4200 geführt. Der Draht 3000 wird dabei zwischen dem ersten Führungsblech 1310 und dem zweiten Führungsblech 1320 in eine für die Erzeugung der Drahtwindung 3100 vorteilhaften Position in der Wickelebene 4200 geführt.The ones in the Figs. 1 and 2 The illustrated first and second guide plates 1310, 1320 are arranged essentially parallel and adjacent to the winding plane 4200. The first guide plate 1310 is mounted in a stationary manner and the second guide plate 1320 is mounted in the toroidal core plane 4100 so that it can move horizontally in a translatory manner. The guide plates 1310, 1320 guide the wire 3000 into a predetermined position in the winding plane 4200 and brake the wire 3000 before it is wound onto the protective cover 1100. The first guide plate 1310 and the second guide plate 1320 have inclines in an upper region 1330, which the Continuously increase the distance between the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320 and form a funnel-shaped wire opening area 1340. When the wire 3000 hits the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320, the wire 3000 is guided through the funnel-shaped wire opening area 1340 by moving the second guide plate 1320 between the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320. The wire 3000 is thus also guided from a position outside the winding plane 4200 into a position in the winding plane 4200 that is advantageous for generating at least one wire turn 3100. The wire 3000 is guided between the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320 into a position in the winding plane 4200 that is advantageous for producing the wire winding 3100.

Das Bremsen des Drahtes 3000 zwischen dem ersten Führungsblech 1310 und dem zweiten Führungsblech 1320 erfolgt einerseits durch eine Rückstellkraft, welche von dem zweiten Führungsblech 1320 in Richtung des ersten Führungsblechs 1310 wirkt. Der dazwischen befindliche Draht 3000 wird von dem zweiten Führungsblech 1320 gegen das erste Führungsblech 1310 gedrückt und dadurch beim Führen des Drahtes 3000 zwischen den Führungsblechen 1310, 1320 gebremst. Andererseits weist das zweite Führungsblech 1320 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Oberfläche 1322 mit Bremseigenschaften aus einem Material (z.B. mit einem Bremsbelag wie Filz oder desgleichen versehen) mit einem Reibungskoeffizienten auf, der höher ist als der Reibungskoeffizient des ersten Führungsblechs 1310, wie in Fig. 1 dargestellt. Zwischen dem ersten Führungsblech 1310 und dem zweiten Führungsblech 1320 wird der Draht 3000 dadurch auch durch die aufgrund der Oberfläche 1322 mit Bremseigenschaften erhöhte Reibung zwischen dem Draht 3000 und dem zweiten Führungsblech 1320 gebremst. In weiteren Ausführungsformen kann auch das erste Führungsblech 1310 oder beide Führungsbleche 1310, 1320 translatorisch beweglich gelagert sein. Zudem kann in weiteren Ausführungsformen auch das erste Führungsblech 1310 oder beide Führungsbleche 1310, 1320 eine Oberfläche 1322 mit Bremseigenschaften aufweisen.The wire 3000 between the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320 is braked on the one hand by a restoring force which acts from the second guide plate 1320 in the direction of the first guide plate 1310. The wire 3000 located in between is pressed by the second guide plate 1320 against the first guide plate 1310 and thereby braked when the wire 3000 is guided between the guide plates 1310, 1320. On the other hand, the second guide plate 1320 according to an embodiment of the present invention has a surface 1322 with braking properties made of a material (e.g. provided with a brake lining such as felt or the like) with a coefficient of friction that is higher than the coefficient of friction of the first guide plate 1310, as in FIG Fig. 1 shown. As a result, between the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320, the wire 3000 is also braked by the increased friction between the wire 3000 and the second guide plate 1320 due to the surface 1322 with braking properties. In further embodiments, the first guide plate 1310 or both guide plates 1310, 1320 can also be mounted in a translationally movable manner. In addition, in further embodiments, the first guide plate 1310 or both guide plates 1310, 1320 can have a surface 1322 with braking properties.

Wie in Fig. 2 dargestellt umfasst die Vorrichtung 1000 gemäß einer weiteren Ausführungsform zumindest zwei Antriebsrollen 1410, 1420 mit jeweils an der Stirnfläche der Antriebsrollen 1410, 1420 angeordneten Aussparungen 1411, 1421. Die Antriebsrollen 1410, 1420 sind an ihrer Stirnfläche anliegend an dem Ringkern 2000 angeordnet und treiben den Ringkern 2000 während des Bewickelns rotatorisch an. Die Aussparungen 1411, 1421 der Antriebsrollen 1410, 1420 sind dazu eingerichtet, im Betrieb die bereits auf den Ringkern 2000 gewickelten Drahtwindungen 3100 aufzunehmen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Antriebsrollen 1410, 1420 nicht mit den auf den Ringkern 2000 gewickelten Drahtwindungen 3100 kollidieren und die rotatorische Bewegung auch dann auf den Ringkern 2000 übertragen, wenn der Ringkern 2000 bereits teilweise bewickelt wurde.As in Fig. 2 According to a further embodiment, the device 1000 comprises at least two drive rollers 1410, 1420 with recesses 1411, 1421 each arranged on the end face of the drive rollers 1410, 1420. The drive rollers 1410, 1420 are arranged on their end face adjacent to the toroidal core 2000 and drive the toroidal core 2000 rotatory on during winding. The recesses 1411, 1421 of the drive rollers 1410, 1420 are set up to receive the wire windings 3100 already wound on the toroidal core 2000 during operation. This ensures that the drive rollers 1410, 1420 do not collide with the wire windings 3100 wound on the toroidal core 2000 and that the rotational movement is also transmitted to the toroidal core 2000 when the toroidal core 2000 has already been partially wound.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren 5000 zum Bewickeln von Ringkernen 2000 wie nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 4a, 4b und 5 beschrieben zusammengefasst werden. Der Ringkern 2000 wird in die Vorrichtung 1000 eingesetzt und beim Bewickeln rotiert. Zunächst wird die Schutzabdeckung 1100 bereichsweise über den Ringkern 2000 geführt, wodurch der Ringkern 2000 durch die Antriebsrollen 1410, 1420 und die Schutzabdeckung 1100 ortsfest und rotatorisch beweglich in einer bevorzugten Position in der Vorrichtung 1000 gelagert wird. Danach wird eine erste Drahtwindung 3100 auf die Schutzabdeckung 1100 gewickelt, wie in Fig. 4a dargestellt. Nachdem die erste Drahtwindung 3100 auf die Schutzabdeckung 1100 gewickelt ist, verfährt der Schieber 1200 in Richtung der Drahtwindung 3100 und schiebt diese von der Schutzabdeckung 1100 auf den Ringkern 2000. Anschließend verfährt der Schieber 1200 zurück in seine ursprüngliche Position. Diese Schritte werden so lange wiederholt, bis eine vorbestimmte gewünschte Anzahl an Drahtwindungen 3100 auf den Ringkern 2000 gewickelt ist.According to one embodiment, the method 5000 for winding toroidal cores 2000 can be performed as follows with reference to FIG Figure 4a , 4b and 5 can be summarized as described. The toroidal core 2000 is inserted into the device 1000 and rotated during winding. First of all, the protective cover 1100 is guided over the toroidal core 2000 in some areas, whereby the toroidal core 2000 is mounted in a preferred position in the device 1000 in a fixed and rotationally movable manner by the drive rollers 1410, 1420 and the protective cover 1100. Thereafter, a first turn of wire 3100 is wound on the protective cover 1100, as in FIG Figure 4a shown. After the first wire turn 3100 has been wound onto the protective cover 1100, the slide 1200 moves in the direction of the wire turn 3100 and pushes it from the protective cover 1100 onto the toroidal core 2000. The slide 1200 then moves back into its original position. These steps are repeated until a predetermined desired number of turns of wire 3100 is wound on the toroidal core 2000.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren 5000 zum Bewickeln von Ringkernen 2000 neben den oben beschriebenen Schritten ferner einen vorgeschalteten Schritt des Positionierens und Bremsens des zu wickelnden Drahtes 3000 durch Führungsbleche 1310, 1320 umfassen. Beim Auftreffen des Drahtes 3000 auf das erste Führungsblech 1310 und das zweite Führungsblech 1320 wird der Draht 3000 durch den trichterförmigen Drahtöffnungsbereich 1340 zwischen das erste Führungsblech 1310 und das zweite Führungsblech 1320 geführt. Die Führungsbleche 1310, 1320 führen den Draht 3000 in eine vorbestimmte Position in der Wickelebene 4200 und bremsen den Draht 3000 vor dem Bewickeln auf die Schutzabdeckung 1100.According to a further embodiment, the method 5000 for winding toroidal cores 2000 can, in addition to the steps described above, also include a preceding step of positioning and braking the wire 3000 to be wound by means of guide plates 1310, 1320. When the wire 3000 hits the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320, the wire 3000 is guided through the funnel-shaped wire opening area 1340 between the first guide plate 1310 and the second guide plate 1320. The guide plates 1310, 1320 guide the wire 3000 into a predetermined position in the winding plane 4200 and brake the wire 3000 before it is wound onto the protective cover 1100.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens 5000 zum Bewickeln von Ringkernen 2000 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß Schritt 5100 wird der Ringkern 2000 vor dem Bewickeln in die Vorrichtung 1000 eingesetzt. Die Schutzabdeckung 1100 wird über den Ringkern 2000 geführt, wodurch der Ringkern 2000 durch die Antriebsrollen 1410, 1420 und die Schutzabdeckung 1100 ortsfest und rotatorisch beweglich gelagert wird. Gemäß einem weiteren Schritt 5200 wird der zu bewickelnde Draht 3000 durch die Führungsbleche 1310, 1320 in der Wickelebene 4200 positioniert und gebremst. Gemäß einem weiteren Schritt 5300 wird zumindest eine Drahtwindung 3100 auf die Schutzabdeckung 1100 gewickelt. Gemäß einem weiteren Schritt 5400 wird der Schieber 1200 in Richtung der auf die Schutzabdeckung 1100 gewickelten Drahtwindung 3100 verfahren und dadurch schiebt der Schieber 1200 die zumindest eine Drahtwindung 3100 von der Schutzabdeckung 1100 auf den Ringkern 2000. Gemäß einem weiteren Schritt 5500 verfährt der Schieber 1200 anschließend zurück in seine ursprüngliche Position. Weist der Ringkern 2000 nach Schritt 5500 eine vorbestimmte gewünschte Anzahl an Drahtwindungen 3100 auf, wird gemäß einem weiteren Schritt 5600 die Schutzabdeckung 1100 von dem Ringkern 2000 rückgeführt und der bewickelte Ringkern 2000 entnommen. Weist der Ringkern 2000 nach Schritt 5500 noch nicht die vorbestimmte gewünschte Anzahl an Drahtwindungen 3100 auf, werden die Schritte 5200, 5300, 5400, 5500 solange wiederholt, bis der Ringkern 2000 die vorbestimmte gewünschte Anzahl an Drahtwindungen 3100 aufweist. Fig. 5 FIG. 5 shows a flowchart of an embodiment of a method 5000 for winding toroidal cores 2000 according to an embodiment of the present invention. According to step 5100, the toroidal core 2000 is inserted into the device 1000 before the winding. The protective cover 1100 is guided over the toroidal core 2000, as a result of which the toroidal core 2000 is mounted in a stationary and rotationally movable manner by the drive rollers 1410, 1420 and the protective cover 1100. According to a further step 5200, the wire 3000 to be wound is positioned and braked in the winding plane 4200 by the guide plates 1310, 1320. According to a further step 5300, at least one wire turn 3100 is wound onto the protective cover 1100. According to a further step 5400, the slide 1200 is wound in the direction of the protective cover 1100 Move wire winding 3100 and thereby slide 1200 pushes the at least one wire winding 3100 from protective cover 1100 onto toroidal core 2000. According to a further step 5500, slide 1200 then moves back into its original position. If the toroidal core 2000 has a predetermined desired number of wire windings 3100 after step 5500, then, in accordance with a further step 5600, the protective cover 1100 is returned from the toroidal core 2000 and the wound toroidal core 2000 is removed. If the toroidal core 2000 does not yet have the predetermined desired number of wire windings 3100 after step 5500, steps 5200, 5300, 5400, 5500 are repeated until the toroidal core 2000 has the predetermined desired number of wire windings 3100.

Im Sinne der Erfindung schließt der Begriff Ringkern auch Rohrkerne oder Kerne mit besonderer Öffnungsgeometrie ein und betrifft insbesondere solche Ringkerne mit geringer Materialfestigkeit oder Kerne mit verwinkelter Öffnungsgeometrie sowie Rohrkerne, die aufgrund ihrer geringen Materialfestigkeit nicht mit herkömmlichen Ringkern-Wickelvorrichtung bewickelt werden können, da die Bewicklung mit einem Draht zum Materialversagen des Ringkerns führen würde. Die hier beschriebenen Ausführungsformen eignen sich jedoch ebenfalls zum Bewickeln von sonstigen Ringkernen oder Kernen mit sonstiger Öffnung und auch solchen mit hoher Materialfestigkeit und erlauben ein einfaches und komfortables Bewickeln.In the context of the invention, the term toroidal core also includes tube cores or cores with a special opening geometry and relates in particular to those toroidal cores with low material strength or cores with angled opening geometry as well as tube cores which, due to their low material strength, cannot be wound with conventional toroidal core winding devices because the winding with a wire would lead to material failure of the toroidal core. However, the embodiments described here are also suitable for winding other toroidal cores or cores with other openings and also those with high material strength and allow simple and convenient winding.

Im Sinne der Erfindung schließt der Begriff Draht auch sämtlichen sonstigen Materialien ein, mit denen sinnvoller Weise Ringkerne oder ähnliche Gegenstände erfindungsgemäß zu bewickeln sind.In the context of the invention, the term wire also includes all other materials with which toroidal cores or similar objects can be wound in accordance with the invention.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Abwandlungen ergeben sich für den Fachmann aus den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen und werden von ihm als zur Erfindung gehörig verstanden.Further advantageous refinements and modifications result for the person skilled in the art from the exemplary embodiments described here and are understood by him as belonging to the invention.

Claims (15)

Vorrichtung zum Bewickeln von in einer Ringkernebene angeordneten Ringkernen mit einem in einer Wickelebene angeordneten Draht, umfassend: eine Schutzabdeckung, welche im Wesentlichen in der Ringkernebene und senkrecht zu der Wickelebene angeordnet und in der Ringkernebene horizontal translatorisch beweglich gelagert ist und dazu eingerichtet ist, im Betrieb bereichsweise über den Ringkern geführt zu werden und den Ringkern dadurch zu schützen und eine innere Form von zumindest einer Drahtwindung zu erzeugen, auf die der Draht gewickelt wird; einen Schieber, welcher im Wesentlichen in der Ringkernebene und parallel zu der Schutzabdeckung angeordnet und um die Schutzabdeckung gleitbar gelagert ist und die Schutzabdeckung bereichsweise umgibt und dazu eingerichtet ist, die zumindest eine auf die Schutzabdeckung gewickelte Drahtwindung im Betrieb durch eine translatorische Bewegung von der Schutzabdeckung auf den Ringkern zu schieben. Apparatus for winding toroidal cores arranged in a toroidal core plane with a wire arranged in a winding plane, comprising: a protective cover, which is arranged essentially in the toroidal core plane and perpendicular to the winding plane and is mounted horizontally translationally movable in the toroidal core plane and is set up to be guided over the toroidal core in areas during operation and thereby protect the toroidal core and an inner shape of at least create a wire turn on which the wire is wound; a slide, which is arranged essentially in the toroidal core plane and parallel to the protective cover and is mounted slidably around the protective cover and surrounds the protective cover in some areas and is set up to open the at least one wire winding wound on the protective cover during operation by a translational movement from the protective cover to push the toroid. Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen nach Anspruch 1,
wobei die Schutzabdeckung einen Aufnahmebereich in einem der Stirnfläche des Ringkerns im Wesentlichen gegenüberliegenden Bereich umfasst, der dazu eingerichtet ist, einen bereits mit dem Draht bewickelten Bereich des Ringkerns aufzunehmen.Device for winding toroidal cores according to claim 1,
wherein the protective cover comprises a receiving area in an area essentially opposite the end face of the toroidal core, which area is set up to receive an area of the toroidal core already wound with the wire. Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen nach Anspruch 2,
wobei der Schieber einen Aufnahmebereich in einem der Stirnfläche des Ringkerns im Wesentlichen gegenüberliegenden Bereich umfasst, der dazu eingerichtet ist, einen bereits mit dem Draht bewickelten Bereich des Ringkerns aufzunehmen.Device for winding toroidal cores according to claim 2,
wherein the slide comprises a receiving area in an area essentially opposite the end face of the toroidal core, which area is set up to receive an area of the toroidal core already wound with the wire. Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Vorrichtung ein erstes Führungsblech und ein zweites Führungsblech umfasst, welche im Wesentlichen parallel zu der Wickelebene angeordnet und dazu eingerichtet sind, den Draht vor dem Bewickeln auf die Schutzabdeckung in eine vorbestimmte Position in der Wickelebene zu führen und zu bremsen.Device for winding toroidal cores according to one of the preceding claims,
wherein the device comprises a first guide plate and a second guide plate which are arranged essentially parallel to the winding plane and are designed to guide the wire into a predetermined position in the winding plane and to brake it before being wound onto the protective cover. Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen nach Anspruch 4,
wobei das erste Führungsblech ortsfest gelagert ist und das zweite Führungsblech in der Ringkernebene horizontal translatorisch beweglich gelagert ist.Device for winding toroidal cores according to claim 4,
wherein the first guide plate is fixedly mounted and the second guide plate is mounted horizontally translationally movable in the toroidal core plane. Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen nach Anspruch 4 oder 5,
wobei das erste Führungsblech und das zweite Führungsblech in einem oberen Bereich eine Neigung aufweisen, welche den Abstand zwischen dem ersten Führungsblech und dem zweiten Führungsblech kontinuierlich erhöht und einen trichterförmigen Drahtführungsbereich bildet.Device for winding toroidal cores according to claim 4 or 5,
wherein the first guide plate and the second guide plate have an incline in an upper region which continuously increases the distance between the first guide plate and the second guide plate and forms a funnel-shaped wire guide region. Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
wobei das zweite Führungsblech eine Oberfläche mit Bremseigenschaften aufweist, die dazu eingerichtet ist, den Draht vor dem Wickeln auf die Schutzabdeckung zu bremsen.Device for winding toroidal cores according to one of Claims 4 to 6,
wherein the second guide plate has a surface with braking properties, which is configured to brake the wire before it is wound onto the protective cover. Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
wobei das erste Führungsblech und das zweite Führungsblech Aufnahmebereiche umfassen, die dazu eingerichtet sind, den Ringkern, die Schutzabdeckung und den Schieber aufzunehmen.Device for winding toroidal cores according to one of Claims 4 to 7,
wherein the first guide plate and the second guide plate comprise receiving areas which are designed to receive the toroidal core, the protective cover and the slide. Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Vorrichtung zumindest zwei Antriebsrollen mit jeweils an der Stirnfläche der Antriebsrollen angeordneten Aussparungen umfasst, welche im Wesentlichen parallel und benachbart zu dem Ringkern angeordnet sind und dazu eingerichtet sind, die Drahtwindungen auf dem Ringkern aufzunehmen und den Ringkern rotatorisch anzutreiben.Device for winding toroidal cores to one of the preceding claims,
wherein the device comprises at least two drive rollers with recesses each arranged on the end face of the drive rollers, which are arranged essentially parallel and adjacent to the toroidal core and are set up to receive the wire windings on the toroidal core and to drive the toroidal core in rotation. Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Schutzabdeckung und der Schieber an der Wickelebene gespiegelt doppelt ausgeführt sind.Device for winding toroidal cores according to one of the preceding claims,
whereby the protective cover and the slider are mirrored double on the winding plane. Verfahren zum Bewickeln von einem in einer Ringkernebene angeordneten Ringkern mit einem in einer Wickelebene angeordneten Draht, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a. Wickeln von zumindest einer Drahtwindung auf die Schutzabdeckung; b. Vorschieben eines Schiebers und Schieben der zumindest einen Drahtwindung von der Schutzabdeckung auf den Ringkern; und c. Rückschieben des Schiebers. A method for winding a ring core arranged in a toroidal core plane with a wire arranged in a winding plane, the method comprising the following steps: a. Winding at least one turn of wire on the protective cover; b. Advancing a slide and sliding the at least one wire turn from the protective cover onto the toroidal core; and c. Push back the slide. Verfahren zum Bewickeln von Ringkernen nach Anspruch 11, wobei der Ringkern im Betrieb durch die zumindest zwei Antriebsrollen rotatorisch angetrieben wird und in der Ringkernebene rotiert.Method for winding toroidal cores according to claim 11, wherein the toroidal core is rotationally driven during operation by the at least two drive rollers and rotates in the toroidal core plane. Verfahren zum Bewickeln von Ringkernen nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das Verfahren einen dem Schritt a vorgeschalteten Schritt des Positionierens und Bremsens des zu wickelnden Drahtes durch Führungsbleche umfasst.Method for winding toroidal cores according to one of Claims 11 or 12, the method comprising a step, preceding step a, of positioning and braking the wire to be wound by means of guide plates. Verfahren zum Bewickeln von Ringkernen nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zu Beginn des Verfahrens der Ringkern in die Vorrichtung eingesetzt wird und die Schutzabdeckung bereichsweise über den Ringkern geführt wird; und wobei die Schritte a. bis c. wiederholt durchlaufen werden, um die gewünschte Anzahl von Drahtwindungen auf den Ringkern zu wickeln.Method for winding toroidal cores according to one of the preceding claims, wherein at the beginning of the process the toroidal core is inserted into the device and the protective cover is passed over the toroidal core in some areas; and wherein steps a. to c. be run through repeatedly in order to wind the desired number of turns of wire onto the toroidal core. Verfahren zum Bewickeln von Ringkernen nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung zum Bewickeln von Ringkernen nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchgeführt wird.Method for winding toroidal cores according to one of the preceding claims, wherein the method is carried out using the device for winding toroidal cores according to one of Claims 1 to 10.
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