NL2022238B1 - Inrichting voor het wikkelen van een draad op een ringkern - Google Patents

Abstract

Inrichting voor het wikkelen van een draad op een ringkern, welke inrichting omvat — een ringkernhouder voor het vasthouden van een ringkern, welke ringkernhouder een aandrijving omvat voor het axiaal roteren van de ringkern; — een eerste, langs een eerste baan roteerbare meenemer, welke eerste meenemer een eerste aandrijving omvat voor het langs de eerste baan roteren van de eerste meenemer; — een tweede, langs een tweede baan roteerbare meenemer, welke tweede meenemer een tweede aandrijving omvat voor het langs de tweede baan roteren van de tweede meenemer; waarbij de eerste en de tweede baan elkaar niet doorkruisen, en waarbij een tijdens gebruik in de ringkernhouder geplaatste ringkern een asrichting heeft die tangentiaal aan de eerste baan van de eerste meenemer en tangentiaal aan de tweede baan van de tweede meenemer is en waarbij de eerste baan en de tweede baan zich uitstrekken door de opening van de ringkern.

Description

Inrichting voor het wikkelen van een draad op een ringkern De uitvinding betreft een inrichting voor het wikkelen van een draad op een ringkern, welke inrichting omvat — een ringkernhouder voor het vasthouden van een ringkern, welke ringkernhouder een aandrijving omvat voor het axiaal roteren van de ringkern; - een eerste, langs een eerste baan roteerbare meenemer, welke eerste meenemer een eerste aandrijving omvat voor het langs de eerste baan roteren van de eerste meenemer; - een tweede, langs een tweede baan roteerbare meenemer, welke tweede meenemer een tweede aandrijving omvat voor het langs de tweede baan roteren van de tweede meenemer; waarbij de eerste en de tweede baan elkaar niet doorkruisen, en waarbij een tijdens gebruik in de ringkernhouder geplaatste ringkern een asrichting heeft die tangentiaal aan de eerste baan van de eerste meenemer en tangentiaal aan de tweede baan van de tweede meenemer is en waarbij de eerste baan en de tweede baan zich uitstrekken door de opening van de ringkern.

Voor het wikkelen van ringkernen voor bijvoorbeeld transformatoren, zijn toroïdale snelwikkelmachines bekend, die op een ringkern koperdraad aan kunnen brengen. Dergelijke wikkelmachines hebben een meenemer die draad om de ringkern wikkelt, terwijl de ringkern in een ringkernhouder geroteerd wordt. Om de ringkern aan te brengen in de machine, kan de meenemer en eventueel ook het magazijn geopend worden.

Afhankelijk van de constructie van het apparaat, kan een segment uit de meenemer uitgenomen worden, of is de meenemer in twee hoofzakelijke gelijke helften splitsbaar. Dergelijke wikkelmachines worden bijvoorbeeld beschreven in US 3669365 en

DE 393840.

De meeste ringkerntransformatoren bestaan uit meerdere wikkellagen. Om de kwaliteit en duurzaamheid van de transformatoren te vergroten, wordt tussen de verschillende wikkellagen isolerend materiaal aangebracht. Het aanbrengen van de isolerende laag, ofwel het banderigeren, gebeurt normaliter met de hand. Het handmatig aanbrengen van de isolatie is een bottleneck voor het wikkelproces.

Het banderigeren is verder ook niet zonder risico.

Bij veel wikkelmachines wordt de meenemer aangedreven middels een op de omtrek van de meenemer aangebracht tandkrans. Om de ringkern te kunnen plaatsen, kan een deel van de meenemer uitgenomen worden. Om productiesnelheid te winnen, wordt het deel niet altijd teruggeplaatst voordat met wikkelen begonnen wordt. Ook eventuele afschermingen voor de tandkrans worden vaak niet geplaatst. In het bijzonder met kleinere ringkernen, moet voor het met de hand banderigeren, zeer dicht bij de roterende tandkrans gewerkt worden. Het risico op letsel is dan ook niet geringd.

Handmatig banderigeren resulteert vaak niet in een gelijkmatige isolatiedikte, aangezien hiervoor een zeer constante overlap tussen de verschillende gangen gerealiseerd moet worden. Hierdoor is het lastig om vooraf de afmetingen van een gewikkelde transformator te bepalen en is ook de kwaliteit van de transformator niet constant. Er wordt ook snel teveel isolatiemateriaal aangebracht, wat onnodige verspilling van isolatiemateriaal is.

Indien de ruimte het toelaat, kan soms een tweede wikkelmachine opgesteld worden voor het machinaal aanbrengen van de isolerende laag. Het plaatsen van de ringkern wordt hiermee echter nog veel lastiger, aangezien met twee deelbare meenemers rekening gehouden moet worden. Daarbij is de ruimte om te manoeuvreren vaak zeer beperkt, doordat de in tandemopgestelde wikkelmachines zodanig geplaatst moeten worden dat ze tegelijkertijd dezelfde ringkern kunnen bewikkelen.

Het is nu een doel van de uitvinding om bovengenoemde nadelen te verminderen of zelfs te voorkomen.

Dit doel wordt bereikt met een inrichting volgens de aanhef, die gekenmerkt wordt doordat de asrichting van de eerste meenemer en de asrichting van de tweede meenemer coaxiaal zijn.

Door de meenemer voor de wikkeldraad en de meenemer voor de isolatieband coaxiaal te plaatsen, kan er met een compacte machine gelijktijdig gewikkeld en gebanderigeerd worden. Tijdens het wikkelen hoeven er dan ook geen, potentieel gevaarlijke, handmatige handelingen verricht te worden in de buurt van de ringkern. Door de coaxiale plaatsing kan de snelwikkelmachine veel compacter uitgevoerd worden dan een tandemopstelling.

Doordat beide meenemers tegelijkertijd geopend kunnen worden, is ook het laden en uitnemen van de ringkern net zo eenvoudig als bij een snelwikkelmachine met een enkele meenemer.

De wikkelsnelheid van de twee meenemers kan, doordat beide meenemers eigen aandrijfmiddelen hebben, onafhankelijk van elkaar geregeld worden. Omdat de isolatieband doorgaans veel breder is dan de koperdraad, kan de wikkelsnelheid van de isolatieband veel lager zijn dan de wikkelsnelheid van de koperdraad. Door de wikkelsnelheid aan te passen kan ook de overlap tussen verschillende gangen gestuurd worden.

De aandrijfmiddelen voor de meenemers kunnen bijvoorbeeld servomotoren zijn, die door middel van een PLC aangestuurd worden. Voor het beste wikkelresultaat, kan de besturing zo gekozen worden dat de spanning waarmee de koperdraad of het isolerende materiaal gewikkeld wordt, constant gehouden wordt.

In een andere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, omvat de eerste meenemer een voorraadspoel voor wikkeldraad.

Door een voorraadspoel op te nemen op de meenemer, hoeft de hoeveelheid koperdraad niet afgestemd te zijn op de te wikkelen ringkern. De juiste lengte koperdraad hoeft dan ook niet opgewikkeld te worden alvorens met het wikkelen begonnen kan worden.

In een andere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, omvat de tweede meenemer een voorraadspoel voor isolatieband.

Het opnemen van een voorraadspoel met isolatiemateriaal, zorgt ervoor dat de hoeveelheid isolatietape dat aangebracht moet worden niet van te voren bepaald hoeft te worden. Ook kan eventueel de spoel vervangen worden tijdens het wikkelen, zonder dat de ringkern uitgenomen hoeft te worden.

Het hebben van een voorraadspoel voor koperdraad of isolatiemateriaal heeft ook als voordeel dat eenvoudig gewisseld kan worden van wikkelmateriaal, bijvoorbeeld voor verschillende wikkelgangen.

Bij een andere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, is de eerste meenemer een eerste deelbare ring, welke ring zich langs de eerste baan uitstrekt.

Door de meenemer te construeren als deelbare ring, kan de meenemer eenvoudig roteerbaar gelagerd worden in een behuizing van een snelwikkelmachine. Doordat de meenemer deelbaar is, kan eenvoudig een ringkern geplaatst en uitgenomen worden. De meenemer kan bijvoorbeeld een uitneembaar segment hebben om de opening voor de ringkern te maken. Ook kan de meenemer een scharnierend deel hebben dat voorziet in de benodigde opening voor het inbrengen of uitnemen van een ringkern.

In een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, omvat de eerste meenemer een met de eerste deelbare ring concentrische voorraadhouder, voor het opnemen van een wikkeldraad.

5 Door een voorraadhouder, zoals bijvoorbeeld een op de meenemer roterend gelagerde voorraadring, concentrisch met de meenemer te plaatsen, kan eenvoudig een grote lengte wikkeldraad opgenomen worden. Een voordeel van een concentrisch geplaatste voorraadhouder, is dat de ruimte die de meenemer tijdens het wikkelen in de opening van een ringkern inneemt klein kan blijven.

Een concentrisch magazijn voor wikkeldraad kan ook actief aangedreven worden om de spanning in de wikkeldraad tijdens het wikkelen constant te houden.

In een andere uitvoeringsvorm van een inrichting ook volgens de uitvinding, is de tweede meenemer een tweede deelbare ring, welke ring zich langs de tweede baan uitstrekt.

De voordelen van het construeren van de tweede meenemer als deelbare ring, zijn hetzelfde als de voordelen genoemd de uitvoeringsvorm waarbij de eerste meenemer een deelbare ring is.

In een andere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, omvat de tweede meenemer een met de tweede ring concentrische voorraadhouder voor het opnemen van een isolatieband.

Ook voor de isolatiefolie kan het een voordeel zijn om een concentrisch geplaatst, eventueel roteerbaar op de meenemer gelagerd, magazijn te gebruiken. De voordelen zoals die voor een concentrisch magazijn voor wikkeldraad beschreven zijn, gelden ook voor een concentrische voorraadhouder voor isolatiemateriaal.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, omvat de tweede meenemer eenlangwerpige geleidingsarm, welke geleidingsarm aan een eerste vrij eind een aflooprand heeft dat een hoofdzakelijk haakse hoek maakt met de radius van een bij gebruik in de ringkernhouder geplaatste ringkern.

Omdat bij coaxiaal geplaatste meenemers, voor wikkeldraad en isolatieband, het wikkelmateriaal niet, door beide meenemers tegelijk, haaks op de straal van de ringkern aangebracht kan worden, is op de tweede meenemer een geleidingsarm voorzien. Deze geleidingsarm kan isolatieband tijdens het wikkelen naar de ringkern geleiden onder een andere hoek ten opzichte van de straal van de ringkern, dan dat de meenemer of voorraadhouder met de straal van de ringkern maakt. Hierdoor kan de wat bredere isolatieband gelijkmatig gewikkeld worden en kan de isolatieband strak gewikkeld worden.

De geleidingsarm kan de isolatieband geleiden tot vlakbij de ringkern. De meenemer kan eventueel ook zijn voorzien van meerdere geleidingsarmen.

Bij een andere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, is de geleidingsarm met een tweede eind scharnierend bevestigd aan de tweede meenemer, waarbij de geleidingsarm scharnierbaar is tussen een eerste en een tweede positie, waarbij, bij rotatie van de tweede meenemer, de diameter van de door de aflooprand van de geleidingsarm omschreven baan in de eerste positie groter is dan de diameter van de baan die de aflooprand van de geleidingsarm in de tweede positie omschrijft.

Door de geleidingsarm scharnierend te bevestigen, kan de afstand van de aflooprand, van de geleidingsarm, tot de ringkern eenvoudig gevarieerd worden. De scharnierbeweging van de geleidingsarm kan begrensd worden door eindaanslagen aan te brengen.

Een andere uitvoeringsvorm van een inrichtingvolgens de uitvinding, is een uitvoering waarbij de geleidingsarm veermiddelen omvat, welke veermiddelen de geleidingsarm in de eerste positie dwingen.

Door veermiddelen, zoals bijvoorbeeld een torsieveer, op de geleidingsarm aan te brengen kan de geleidingsarm een trekspanning in de isolatieband regelen. De spanning in de isolatieband, die onder andere bepaald kan worden door een remwerking op de isolatieband of de aansturing van de voorraadhouder van de isolatieband, kan ervoor zorgen dat de geleidingsarm, tegen de veerwerking in, richting de ringkern getrokken wordt of deze zelfs raakt. Als de spanning in de isolatieband zakt, kan de geleidingsarm terugveren en zo de isolatieband strak houden.

In een andere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, kan het eerste vrije eind van de geleidingsarm axiaal roteren om een, haaks op de aflooprand staande, as, welke as zich uitstrekt van het eerste vrije eind naar het tweede eind van de geleidingsarm.

Door het deel van de geleidingsarm met de aflooprand roteerbaar te maken ten opzichte van de bevestiging aan de meenemer, kan de aflooprand tijdens het wikkelen een rechte hoek blijven maken met de straal van de ringkern. de aflooprand kan daardoor tijdens het wikkelen het oppervlak van de kern volgen. De isolatieband kan hierdoor beter, ook bij verschillende formaten ringkern, gestuurd worden.

In een andere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, wordt de aflooprand gevormd door het oppervlak van een op de geleidingsarm aangebrachte aandrukrol.

Door een aandrukrol te voorzien op de geleidingsarm, kan de isolatieband tot aan de ringkern geleid worden, waarbij de rol over het wikkeloppervlak van de ringkern rolt. Hierdoor is er geen verschuiving doordat de ringkern tijdens het wikkelen ook roteert.

In een verdere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding, is de tweede deelbare ring op de eerste deelbare ring gelagerd.

Door de beide ringen gelagerd op elkaar aan te brengen, kan een zeer compacte constructie bereikt worden. Een voordeel hiervan is dat minimale opening die een ringkern moet hebben om op de machine gewikkeld te kunnen worden, kleiner kan zijn.

Deze en andere kenmerken van de uitvinding worden nader toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen.

Figuur 1 toont in perspectivisch aanzicht een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een axiaal aanzicht van een tweede meenemer met geleidingsarmen.

Figuur 3 toont een perspectivisch aanzicht met uiteengenomen delen, van een eerste meenemer met concentrische voorraadhouder en een tweede meenemer met voorraadspoelen.

Figuur 4 toont een axiaal aanzicht van een ringdeel van de tweede meenemer, met een geleidingsarm in de eerste positie.

Figuur 5 toont een axiaal aanzicht van een ringdeel van de tweede meenemer, met een geleidingsarm in de tweede positie.

Figuur 6 toont een perspectivisch aanzicht van een geleidingsarm.

Figuur 7 toont een perspectivisch aanzicht van een ringdeel van de tweede meenemer, waarop de geleidingsrollen goed zichtbaar zijn.

Figuur 8 toont een perspectivisch aanzicht van een ringdeel van de tweede meenemer en een ringkern, waarop een op de ringkern aanliggende geleidingsrol zichtbaar is.

Figuur 9 toont een aanzicht axiaal op de rotatieas van de ringkern, waarop de rotatie van het vrije eind van degeleidingsarm zichtbaar is zoals weergegeven in figuur 8.

In figuur 1 wordt een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting 1 volgens de uitvinding getoond, met een ringkernhouder 2, waarin een ringkern 3 geplaatst is. Tevens zichtbaar is de tweede deelbare meenemer 4, met daarop aangebrachte voorraadspoelen 5 voor isolatieband. Geleidingsarmen 6 voor het geleiden van de isolatieband zijn ook weergegeven.

In figuur 2 wordt een axiaal aanzicht van de tweede deelbare meenemer 4 met geleidingsarmen 6 getoond. Het aanzicht toont een ringkern 3, welke omwikkeld wordt met isolatieband 7. De isolatieband 7 loopt van de voorraadspoelen 5 voor isolatieband 7, via geleidingsrollen 9 af van het vlak van aandrukrollen 8. De tweede aandrijving 10 van de tweede deelbare meenemer 4 is in het aanzicht ook getoond. Eindstoppen 11 definiëren de eerste positie van de geleidingsarmen 6 en eindaanslagen 12 definiëren de tweede positie van de geleidingsarmen 6.

In figuur 3 wordt een perspectivisch aanzicht met uiteengenomen delen van een eerste meenemer 13 met concentrische voorraadhouder 14 en een tweede meenemer 4 met voorraadspoelen 5 getoond. In dit figuur is duidelijk zichtbaar dat de, in het figuur uitgenomen, tweede meenemer 4 op de eerste meenemer 13 gelagerd aangebracht is, waarbij de tweede meenemer over rondom op de eerste meenemer 13 aangebrachte geleidingsrollen 15 kan roteren.

In figuur 4 wordt een axiaal aanzicht van een ringdeel van de tweede meenemer 4 getoond, met een geleidingsarm 6 in de eerste positie. In de eerste positie van de geleidingsarm 6 ligt deze tegen eindaanslag 11 aan.

In figuur 5 wordt een axiaal aanzicht van een ringdeel van de tweede meenemer 4 getoond, met een geleidingsarm 6 in de tweede positie. In de tweede positie vande geleidingsarm 6 ligt deze tegen eindaanslag 12 aan. De geleidingsarm 6 is dus scharnierend om as 16 bevestigd aan de tweede meenemer 4.

In figuur 6 wordt een perspectivisch aanzicht van een geleidingsarm 6 getoond. Aan het eerste vrije eind 17 is een aandrukrol 8 en geleidingsrol 9 bevestigd. Het eerste vrije eind 17 kan om as 18 axiaal roteren ten opzichte van het tweede eind 19 van de geleidingsarm 6.

In figuur 7 wordt een perspectivisch aanzicht van een ringdeel van de tweede meenemer 4 getoond, waarop de geleidingsrollen 9 goed zichtbaar zijn. Een houder 20 voor een voorraadspoel en een reminrichting 21 voor het onder spanning houden van de isolatieband zijn ook weergegeven.

In figuur 8 wordt een perspectivisch aanzicht van een ringdeel van de tweede meenemer 4 en een ringkern 3 getoond, waarop een op de ringkern 3 aanliggende geleidingsrol 8 zichtbaar is. Duidelijk is ook dat het eerste vrije eind 17 van de geleidingsarm geroteerd is ten opzichte van het tweede eind 19 van de geleidingsarm.

In figuur 9 wordt een aanzicht axiaal op de rotatieas van de ringkern 3 getoond, waarop de rotatie van het eerste vrije eind 17 van de geleidingsarm zichtbaar is, zoals ook in perspectief weergegeven is in figuur 8. de aflooprand gevormd door het oppervlak van aandrukrol 8 ligt duidelijk haaks op de radius van de ringkern 3.

Claims (13)

Conclusies

1. Inrichting voor het wikkelen van een draad op een ringkern, welke inrichting omvat — een ringkernhouder voor het vasthouden van een ringkern, welke ringkernhouder een aandrijving omvat voor het axiaal roteren van de ringkern; — een eerste, langs een eerste baan roteerbare meenemer, welke eerste meenemer een eerste aandrijving omvat voor het langs de eerste baan roteren van de eerste meenemer; — een tweede, langs een tweede baan roteerbare meenemer, welke tweede meenemer een tweede aandrijving omvat voor het langs de tweede baan roteren van de tweede meenemer; waarbij de eerste en de tweede baan elkaar niet doorkruisen, en waarbij een tijdens gebruik in de ringkernhouder geplaatste ringkern een asrichting heeft die tangentiaal aan de eerste baan van de eerste meenemer en tangentiaal aan de tweede baan van de tweede meenemer is en waarbij de eerste baan en de tweede baan zich uitstrekken door de opening van de ringkern met het kenmerk dat, de asrichting van de eerste meenemer en de asrichting van de tweede meenemer coaxiaal zijn.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de eerste meenemer een voorraadspoel voor wikkeldraad omvat.

3. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de tweede meenemer een voorraadspoel voor isolatieband omvat.

4. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de eerste meenemer een eerste deelbare ring is, welke ring zich langs de eerste baan uitstrekt.

5. Inrichting volgens conclusie 4, waarbij de eerstemeenemer een met de eerste deelbare ring concentrische voorraadhouder omvat, voor het opnemen van een wikkeldraad.

6. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de tweede meenemer een tweede deelbare ring is, welke ring zich langs de tweede baan uitstrekt.

7. Inrichting volgens conclusie 6, waarbij de tweede meenemer een met de tweede ring concentrische voorraadhouder omvat, voor het opnemen van een isolatieband.

8. Inrichting volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de tweede meenemer een langwerpige geleidingsarm omvat, welke geleidingsarm aan een eerste vrij eind een aflooprand heeft dat een hoofdzakelijk haakse hoek maakt met de radius van een bij gebruik in de ringkernhouder geplaatste ringkern.

9. Inrichting volgens conclusie 8, waarbij de geleidingsarm met een tweede eind scharnierend bevestigd is aan de tweede meenemer, waarbij de geleidingsarm scharnierbaar is tussen een eerste en een tweede positie, waarbij, bij rotatie van de tweede meenemer, de diameter van de door de aflooprand van de geleidingsarm omschreven baan in de eerste positie groter is dan de diameter van de baan die de aflooprand van de geleidingsarm in de tweede positie omschrijft.

10. Inrichting volgens conclusie 9, waarbij de geleidingsarm veermiddelen omvat, welke veermiddelen de geleidingsarm in de eerste positie dwingen.

11. Inrichting volgens één van de conclusies 8 - 10, waarbij het eerste vrije eind van de geleidingsarm axiaal kan roteren om een, haaks op de aflooprand staande, as, welke as zich uitstrekt van het eerste vrije eind naar het tweede eind van de geleidingsarm.

12. Inrichting volgens één van de conclusies 8 - 11, waarbij de aflooprand gevormd wordt door het oppervlak van eenop de geleidingsarm aangebrachte aandrukrol.

13. Inrichting volgens één van de conclusies 6 - 12, waarbij de tweede deelbare ring op de eerste deelbare ring gelagerd is.