<Desc/Clms Page number 1>
Wickelmaschine zum Aufwickeln von Draht auf einen Spulenkern Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Aufwickeln von Draht auf einen Spu- lenkern mit zentraler Bohrung. Diese Maschine eignet sich insbesondere zum Bewickeln sehr kleiner magnetischer Spulenkerne.
Solche Kleinkerne sind in letzter Zeit wichtige Elemente in einem sehr grossen Anwendungsgebiet von Stromkreisen geworden, so z. B. für Schaltregister, Speicherschalter, Wählerkreise, Schaltstromkreise usw. Solche Spulenkerne werden normalerweise hohlzylindrisch und aus Material hergestellt, welches eine nahezu rechteckige Magnetisierungsschleife aufweist, wobei in Abhängigkeit von der magnetisierenden Remanenz nach dem Aufhören der Speicherimpulse in der Spule Informationen gespeichert werden können. Beim Betrieb ist es oft wünschenswert, verschiedene Speicher- und ,'oder Steuerimpulse auf diese Spulen zu schicken, um deren magnetischen Zustand zu ändern.
Solche Impulse, einschliesslich Speicher-, Rückstell- sowie Vorbereitungs- oder Erregerimpulse sind in ihrer Anwendung auf diesem Gebiete bekanntgeworden. Zudem ist es wünschenswert, zusätzlich mit jedem dieser Kerne eine Ausgangswicklung zu koppeln, so dass beim Wechsel des Magnetisierungs- zustandes des Kerns ein Ausgangsimpuls induziert wird, sobald einer anderen Windung des Kerns ein Erregungsimpuls zugeführt wird. Um die Vorteile solcher hohlzylindrischen Magnetkerne voll auszunützen, müssen diese Kerne sehr klein sein, so dass sie eine geringe Erregung benötigen, um sie in ihrem magnetischen Zustand zu ändern. Zweckmässige Kernmasse sind z. B.
Kerne mit einem Aussendurchmesser von 6,35 mm, einem Innendurchmesser von 3,175 mm und einer Höhe von 5,08 mm. Es wurden in solchen Stromkreisen noch kleinere Spulen verwendet, welche Aussen- durchmesser bis herunter zu 2,3 mm und Innendurchmesser bis 1,5 mm aufweisen.
Bis jetzt wurden solche Spulen von Hand gewunden, z. B. nach dem bekannten Verfahren, wie es im USA-Patent Nr. 2 348 889 beschrieben ist. Die beim automatischen Wickeln von Spulen normalerweise angewandte Technik benützt eine Hilfsspule, welche durch die zentrale Öffnung des zu bewickelnden Spu- lenkerns hin und her bewegt wird, wobei die Hilfsspule selbst als Drahtträger wirkt. Die vorgehend beschriebenen Spulenkerne sind jedoch so klein, dass diese Hilfsspulen nicht verwendbar sind, insbesondere da ihre Grössen nicht so verringert werden können, dass die Hilfsspulen durch die kleine Öffnung des ringförmigen Spulenkörpers durchführbar wären.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Behebung dieser Nachteile. Es soll eine Wickelmaschine geschaffen werden, welche die Bewicklung von kleinen Spulenkernen automatisch durchführt.
Die Wickelmaschine gemäss vorliegender Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Traggestell zur Lagerung des ringförmigen magnetischen Spulenkerns, welches eine periodische Drehung um eine ungefähr in einer Normalebene zur Spulenkernachs.e verlaufenden Achse auszuführen bestimmt ist, ferner gekennzeichnet durch .einen Drahtträger und Mittel zum Befestigen des einen Endes des auf den Spulenkern aufzuwickelnden Drahtes am Traggestell, wobei dieser Draht an seinem freien Ende mit einer Nadel versehen ist, ferner durch Mittel zum Drehen des Traggestells um den Drahtträger herum, zum Zwecke, ein Zwischenteilstück des Drahtes auf den Drahtträger zu bringen und eine Teilwindung des Drahtes auf den magnetischen Spulenkern zu wickeln,
- ferner gekennzeichnet durch eine sich über dem zum Bewickeln in der Maschine eingebrachten Kern befindende Nadelführvorrichtung und Mittel zum Heben
<Desc/Clms Page number 2>
des Drahtträgers, um die Nadel mittels der Nadelführvorrichtung in diejenige Lage zu bringen, in welcher sie durch die zentrale Bohrung des Spulenkerns geführt werden kann, sowie durch Mittel zum Senken des Drahtträgers und zum Einführen der Nadel und des Drahtes durch die Bohrung des Spulenkerns, um die Teilwindung des Drahtes auf dem magnetischen Spulenkern zu einer vollen Windung zu ergänzen.
Es ist vorteilhaft, in der Wickelmaschine den zu bewickelnden kleinen magnetischen Kern zwischen Gummirollen in einem Traggestell zu lagern. Der um den Kern zu windende Draht kann durch die zentrale Öffnung des Kerns' durchgezogen werden und an seinem freien Ende eine Nadel aufweisen. Kern und Traggestell werden vorteilhafterweise um einen Drahtträger, der sich normalerweise über dem Traggestell befindet, gedreht, so dass der Draht auf den Träger gebracht und der Kern mit einer halben Windung versehen wird. Hierauf kann der Drahtträger gehoben werden, wobei er die Nadel so hält, bis sich diese zwischen zwei Nadelführern, welche die Nadel direkt über der zentralen Bohrung des Kerns festhalten, befindet.
Dann kann man die Bewegungsrichtung des Drahtträgers umkehren, wodurch die Nadel durch die zentrale Bohrung des Kerns gesenkt wird. Wenn die Nadel mittels den Nadelführern auf diese Weise sich direkt über der Kernbohrung befindet, kann der Drahtträger zurückgezogen werden, wobei er den Draht abstreift, welcher nun mit der Nadel frei durch die Kernöffnung fällt. Die Spannung des Drahtes kann zur Vervollständigung der Windung durch die Nadel selbst vorgenommen werden. Es ist zweckmässig, den Draht, bevor er losgelassen wird, mittels einer Spannvorrichtung zu halten, um dadurch eine gleichmässige Drahtspannung zu erreichen.
Die Nadel fällt zweckmässigerweise anschliessend an den Durchgang durch die Kernöffnung in ein Rohr, welches seine Bewegung einschränkt und dadurch die Nadel vom zu "starken Schwingen und Schlagen am Ende des Falles bewahrt, was im Draht schädliche Spannungen erzeugen und den Draht am Nadelende zum Brechen bringen könnte.
Dieses Beruhigungsrohr wird zweckmässig aus Glas oder einem andern Isoliermaterial ausgeführt, um zu verhüten, dass an ihm und der Isolation des Drahtes .eine Ladung induziert wird, welche die Nadel zurückhalten könnte und die Arbeitsfrequenz des Apparates stören könnte. Währenddem das Traggestell und der Kern um den Drahtträger gedreht werden können, wird vorteilhafterweise der Kern um eine zum Kern senkrechte Achse gedreht, so dass die zu windende Wicklung sich räumlich gleichmässig über den Kernumfang erstreckt.
Eine spezielle Ausführungsform des vorliegenden Erfindungsgegenstandes enthält einen Drahtträger mit einem zylindrischen Stift und rund um einen Teil des Stiftes ein Hohlgehäuse, eine um den Stift an- gebrachte Schraubenfeder im Gehäuse und ein Kreuzstück in rechtem Winkel zum Stift und am zurückziehbaren Ende des Stiftes. Wenn sich der Drahtträger dem Kern nähert, nachdem die Nadel und der Draht mittels des Drahtträgers in die richtige Lage gebracht sind, wird das Kreuzstück durch die Rückzugteile eines U-förmigen Teils zurückgezogen, wodurch der Stift in das Gehäuse zurückgezogen wird und der Draht vom Drahtträger abrutscht.
Wenn der Draht abgefallen ist, so wird das Kreuzstück durch den Rückzugteil ebenfalls wieder freigelassen und der Stift kehrt, bewegt durch die Feder im Gehäuse, wieder in seine Normallage zurück.
Ein Sperrteil kann ebenfalls am Gehäuse befestigt sein und sich auf den Drahtträger senken, um sicherzustellen, dass der Draht nicht zu früh vom Träger abgleitet. Dies ist vor allem dann wichtig, wenn gleichzeitig mehr als ein Draht gewunden wird. Wenn ein Sperrteil gebraucht wird, so muss mit dem Träger ein Rückzugteil verbunden sein, so dass der Sperrteil vor dem Drahtträger zurückgezogen wird.
Eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besitzt einen Drahtträger, welcher aus einem einfachen Stift besteht, der beidseitig eines zylindrischen Teils auf der Oberseite des Trägers Begrenzungsringe aufweist. Jedoch ist die tiefer liegende Fläche unter dem Zylinder leicht abgeschrägt, so dass an dieser Stelle kein äusserer Begrenzungsring vorsteht. Wenn dieser Drahtträger gebraucht wird, so bleibt der Draht am Träger, während die Nadel in ihre Wirkungsstellung gebracht und durch das zentrale Loch des Kerns fällt und während der Drahtträger in seine tiefste Lage gelangt. Wenn jedoch der Kern und das Traggestell beginnen, rund um den Drahtträger zu drehen, so streift die Bewegung des Kerns den Draht vom Drahtträger längs dem an- geschrägten Teil ab, und der Draht fällt frei durch den Kern.
Dann nimmt die weitergeführte Bewegung des Kerns und des Traggestelles um den Kern den Draht wieder auf und bringt ihn auf den oberen zylindrischen Teil des Kerns wie in der vorhergehenden Ausführung zurück.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Aufriss einer Kernspulmaschine, Fig. 1a einen Teil der Maschine nach Fig. 1, in vergrössertem Massstab wiedergegeben, Fig. 2 einen Aufriss des Traggestells der in der Fig. 1 gezeigten Maschine mit magnetischem Kern und dessen Trägerrollen, wobei jedoch die Fadenträgerspule zwecks besserer Übersicht weggelassen wurde,
Fig.3 eine perspektivische verkleinerte Darstellung der Antriebswelle für das Traggestell der Kernspulmaschine gemäss Fig.l. Fig. 4. eine perspektivische Darstellung der Nadelführvorrichtung der Kernspulmaschine gemäss Fig. 1,
<Desc/Clms Page number 3>
Fig. 5 eine stark vergrösserte perspektivische Darstellung einer Nadel, welche in Verbindung mit der Kernwickelmaschine gebraucht wird, Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Drahtträgers der Kernspulmaschine gemäss Fig. 1,
Fig.7 bis 12 Funktionsdiagramme der Arbeitsfolge der Kernspulmaschine gemäss Fig. 1, Fig. 13 und 14 schematische Darstellungen von Motorsteuerungs- und Zählkreisen, Fig.15 eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführung eines Drahtträgers einer Kernspulmaschine.
Gemäss der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführung ist ein kleiner ringförmiger magnetischer Spulenkern 20, welcher bewickelt werden soll, zwischen drei Gummirollen 21 angeordnet, von welchen, wie aus Fig. 2 ersichtlich, deren zwei auf Wellen 23 in einem Traggestell 22 gelagert sind. Auf jeder Welle 23 befindet sich ferner ein Antriebsritzel 24. Die dritte Welle 23a ist in einem Bügel 26 gelagert, welcher um die Achse eines Zwischenzahnrades 27 drehbar ist. Der Bügel 26 kann geschwenkt und eine der drei Gummirollen 21 herausgenommen werden, um das Einsetzen des magnetischen Kerns 20 zu ermöglichen.
Dieser Spulenkern wird normalerweise durch die Gummirollen 21 mittels einer Drahtfeder 28 festgehalten, welche den Bügel angezogen hält und die Rolle 21 des Bügels fest gegen den Spulenkern 20 presst.
Im Traggestell 22 befindet sich ein Vorgel.ege, welches die Zahnräder 30, 31, 32 und 33 umfasst. Es ergibt eine Drehzahlreduktion von l00:1, so dass für jeden Umlauf des Gestells 22 um die Welle 39 die Gummiwalzen 21 den Spulenkern 20 um einen Hundertstel seines Umfanges drehen, wie dies noch ausführlicher beschrieben wird. Das Zahnrad 30 ist auf einer Welle 36 montiert, an deren einem Ende ein Schneckenrad 37 angeordnet ist, welches mit einer auf einer Welle 39 montierten Schnecke 38 im Eingriff steht. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Welle 39 mittels Kugellagern 40 in einer äusseren Hohlwelle 41 gelagert, welche einen Halter 42 trägt.
Das Traggestell 22 ist an der unteren Kante des Halters 42 mittels Schrauben befestigt, welche sich durch ein vorstehendes Stück 43 des Traggestells 22 erstrecken, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist.
Die innere Welle 39 kann auch von Hand gedreht werden, wenn der Kern 20, ohne bewickelt zu werden, gedreht oder einige Windungen speziell auf einen einzelnen Kern gewunden werden sollen. Dieses Drehen geschieht mittels eines Handrades 45, welches sich auf der anderen Seite einer Platte 46 befindet (Fig. 1). Gewöhnlich wird dieses Handrad am Drehen mittels einer Stellschraube 47 gehindert. Das Drehen des Spulenkerns 20 mittels der Welle 39 zwischen Windungen örtlich verschiedener Wicklungen des Kerns kann auch automatisch vorgenommen werden.
Die Hohlwelle 41 trägt eine Reibungsmanschette 49, z. B. aus Filz, welche durch Rohrschellen 50 fest- gehalten ist. Die Rohrschellen 50 sind über einen Arm 51 an der Seitenwand 46 angebracht. Die Reibungsmanschetten verhindern, dass die Welle 41 zu schnell rotiert.
Auf der Innenwelle 39 ist eine zweite Hohlwelle 53 drehbar gelagert. Diese Hohlwelle 53 weist ein Ritzel 54 auf, welches mit einer Zahnstange 55 im Eingriff steht, die in einer Führung 56 gleitbar angeordnet ist. Die Führung 56 ist an der Platte 46 befestigt. Ferner ist an der Welle 53 eine Klinke 57 vorgesehen, die mit einem einzigen Rätschzahn 58 auf der Hohlwelle 41 zusammenwirkt. Damit wird erreicht, dass das Traggestell 22 und der Spulenkem 20 um die Achse der Welle 39 nur in einer Richtung angetrieben werden kann, wie dies noch eingehender beschrieben wird. Eine Lasche 60 ist mittels eines an der Zahnstange 55 befestigten Kreuzstückes 61 festgehalten und wirkt mit einem Anschlag 62 auf dem Träger 42 zusammen, um diesen und mit ihm das Traggestell 22 in einer bestimmten Stellung festzuhalten.
Am Kreuzstück 61 ist ferner ein Federbügel 63 montiert, welcher einen auf einem Antriebsseil 65 befestigten Ball 64 festhält. Wie anschliessend beschrieben wird, bedarf das Festhalten des Balles 64 im Federbügel einer Bewegung der Zahnstange 55, welche gleitbar in der Führung 56 angeordnet ist. Ein weiterer Anschlag 66 befindet sich an der Seitenplatte 46, welcher Anschlag eine darüber hinausgehende Aufwärtsbewegung der Zahnstange 55 verhindert, wobei der Ball 64 aus dem Federbügel herausgezogen wird.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist das Antriebsseil 65 über eine obere Umlenkrolle 68 und untere Umlenkrolle 69 geführt, welch letztere mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor in Verbindung steht. Als Motor dient .ein umsteuerbarer Motor von niederer Leistung oder es könnten auch zwei gegenläufig rotierende Motoren Anwendung finden. Am gleichen Antriebsseil 65 ist noch ein zweiter Ball 70 angeordnet, welcher mit einem an einem Arm 72 angebrachten Federbügel 71 zusammenwirkt. An einem Ende des Armes 72 befindet sich ein Weicheisenteil 73, welcher von einem an der Rückenplatte 75 der Einrichtung befestigten Magneten 74 gehalten wird.
Der Magnet 74 und das Eisenstück 73 dienen dazu, den Arm 72 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung zu halten, wenn der Ball 70 mit dem Federbügel 71 nicht in Eingriff steht. Eine zwischen dem Arm 72 und der Rückenplatte 75 eingesetzte Schraubenfeder 76 hält den Arm in seiner anderen Stellung, wenn sich der Ball 70 im Federbügel 71 befindet und, auf Grund der Abwärtsbewegung des mit dem Antriebsseil 65 verbundenen Balls 70, das Eisenstück 73 vom Magnet 74 weggezogen wird.
Am anderen Ende des -Armes 72 befindet sich ein Verbindungsstab 79, welcher sich nach oben zu einem mechanischen Gelenk zum Öffnen der in der Fig.4 dargestellten Nadelführvorrichtung erstreckt. Die Nadelführvorrichtung enthält einen länglichen Nadelführer 80, welcher mit einem Paar Flügelteilen
<Desc/Clms Page number 4>
81 versehen ist, so dass er eine V-förmige Querschnittsform zum Festlegen der Nadellage aufweist. Ein zweiter Nadelführer 82 befindet sich gegenüber dem Hauptnadelführer 80. Der Nadelführer 82 weist die Form eines Rades auf. Der Nadelführer 80 ist auf einer Welle 83 montiert, welche sich durch ein Trägerstück 84 hindurch erstreckt.
Wenn der Arm 72 den Stab 79 nach unten zieht, wird die Welle 83 über ein Gestänge 86 gedreht, was auch den verlängerten Nadelführer 80 vom Nadelführer 82 wegdreht, wodurch die Nadelführvorrichtung geöffnet wird. Gleichzeitig drückt ein auf der Welle 83 befestigter Finger 87 gegen einen Stab 88, wodurch .eine weitere Welle 89 gedreht und das Führungsrad 82 vom Nadelführer 80 wegbewegt wird. Das Nadelführerrad 82 sitzt auf einer Welle, welche von einer auf der Welle 89 angeordneten Führungslasche 90 getragen wird.
Wenn der Arm 72 mittels des am Antriebsseil 65 angeordneten Balles 70 in seine andere Stellung gebracht wird, so bewegt sich der Stab 79 nach oben, wodurch die Welle 83 über das Gestänge 86 in der entgegengesetzten Richtung gedreht und der Nadelführer 80 in die geschlossene Stellung zurückgeführt wird. Gleichzeitig wird der Finger 87 vom Stab 88 entfernt, so dass das Führungsrad 82 unter Wirkung einer Feder 93, die zwischen der Führungslasche 90 und einem Stab 94 eingesetzt ist, in seine geschlossene Stellung zurückgezogen wird. Ein mit einer Stellschraube 96 versehenes Anschlagstück 95 bestimmt die geschlossene Endlage des Führungsrades 82, wobei die Stellschraube 96 gegen .eine breite Muffe 97 zur Auflage kommt, welche auf der Führungslasche 90 angeordnet ist.
Ein auf den Spulenkern aufzuwindender Draht 98 ist mit einem Ende an .einer sehr schmalen Scheibe 99 befestigt (Fig. 1 und la). Die Scheibe 99 ist am Traggestell 22 befestigt, jedoch in Fig. 2 nicht dargestellt, um die Gummirollen 21, Zahnräder und Ritzel des Traggestells 22 besser sichtbar zu machen. Der Draht kann sehr dünn sein, z. B. in der Grössenordnung von 0,062 mm im Durchmesser. Das eine Drahtende ist z. B. mittels eines Stückes Isolierband 100 oder auf andere bekannte Art an der Scheibe 99 befestigt. Am freien Ende des Drahtes 98 befindet sich eine Nadel 101, welche in der Fig. 5 stark vergrössert dargestellt ist.
Diese Nadel kann aus Stahl hergestellt sein und weist in der Nähe des einen Nadelendes einen im Durchmesser verjüngten Teil 102 auf, wobei sich axial durch das kürzere Nadelende über der eingeengten Stelle 102 eine Bohrung 103 erstreckt. Die Nadel kann gut und sicher am Draht 98 befestigt werden, wenn der Draht durch die axiale Bohrung 103 gedrillt, einige Male um das Stück 102 herumgewunden und dann durch die axiale Bohrung 103 zurückgezogen wird.
Der Draht 98 erstreckt sich von der Scheibe 99 durch die Spannfinger 106, welche am Traggestell 22 montiert und in Fig.2 dargestellt sind, über den Drahtträger 118, durch den Spulenkern 20 in ein Glasrohr 107 (Fig.-1). Das Glasrohr 107 weist einen trichterförmigen Einlauf 108, welcher sich bis nahe an das Traggestell 22 erstreckt, sowie einen seitlichen Schlitz 109 auf, wie dies gestrichelt in Fig. 1 dargestellt ist. Der Schlitz 109 dient zur Einengung von Querbewegungen der Nadel 101 bei deren Aufwärtsbewegung. Dies ist unten anhand der Fig. 7 bis 12 noch näher erläutert.
Wenn das Treibseil 65 sich nach oben bewegt und nachdem der sich darauf befindende Ball 64 aus dem Federbügel 63 infolge der Arretierung 66 gelöst hat, kommt .ein Gummiknopf 112, welcher ebenfalls am Treibseil 65 befestigt ist, mit einem auf einem verschiebbaren Laufteil 114 angeordneten Teil 113 in Eingriff, welcher Teil 114 die ganze Drahtträgervorrichtung trägt (Fig.6). Der Laufteil 114 ist auf einer Platte 115, welche an der Rückenplatte 75 befestigt ist, verschiebbar angeordnet, so dass der Laufteil 114 und ein daran befestigter Drahtträger 118 mittels des Gummiknopfes 112 mit Hilfe des Teils 113 gehoben wird, wobei die Drahtträgervor- richtung, wenn die Richtung des Treibseils 65 umkehrt, sich infolge des Eigengewichts senkt.
Der Drahtträger 118, welcher auf einer Welle 119 montiert ist, weist eine Rille 117 auf. Die Welle 119 erstreckt sich durch ein hohles Gehäuse 120; eine Schraubenfeder 121 ist rund um den Schaft 119 im Gehäuse angebracht, wie dies aus der Fig. 6 ersichtlich ist. Das andere Schaftende 119 weist ein Kreuzstück 122 auf. Ein U-förmiges Rückziehstück 123 ist auf einem Träger 124, der auf der Rückenplatte 75 montiert ist, befestigt. Das Rückziehstück 123 weist zwei nach oben stehende Teile 125 auf, welche gegen den Drahtträger 118 abgeschrägt sind und durch eine Distanz voneinander getrennt sind, die geringer ist als die Länge des Kreuzstückes 122.
Die tieferliegenden Teile der nach oben stehenden Teile 125 sind nicht abgeschrägt und durch eine Distanz voneinander getrennt, die grösser ist als die Länge des Kreuzstückes 122. Wenn die Trägervorrichtung gesenkt wird, während sich der Apparat in Funktion befindet, so läuft das Kreuzstück 122 auf den beiden Oberteilen 125 des abgeschrägten Stückes 123 auf, und der Drahtträger 118 wird entgegen dem Druck der Schraubenfeder 121 in das Hohlgehäuse 120 zurückgezogen, wobei der ursprünglich auf dem Träger 118 mitgeführte Draht abgestreift wird. Nachdem dieser Draht abgestreift ist, wird der Drahtträger 118 aus dem abgeschrägten Teil 123 befreit und kehrt dank der Feder 121 wieder in seine ursprüngliche Stellung zurück.
Während sich der Draht auf dem Drahtträger befindet, wird er gegen zu frühes Abfallen mittels eines Sicherungshebels 128 gesichert. Dieser Sicherungshebel 128 weist einen Finger 129 auf, welcher in die Rille 117 zu liegen kommt und einen andern Finger 130, welcher auf dem Träger 118 aufliegt. Der Sicherungshebel 128 ist an einer Welle 131 des Laufteils 114 befestigt. Ein Abzugfinger 132 ist ebenfalls auf der Welle 131 befestigt und arbeitet mit
<Desc/Clms Page number 5>
einem an der Platte 115 montierten Abzugteil 133 zusammen. Die Welle 131 wird genügend gedreht, um den Sicherungshebel 128 freizugeben, bevor das Kreuzstück 122 von den Oberteilen 125 der abgeschrägten Teile 123 erfasst wird.
Die Trägervorrichtung ist in Fig. 6 mit freigegebenem Sicherungshebel 128, nachdem der Draht vom Träger 118 freigegeben wurde, dargestellt, wobei der Träger 118 mittels der Feder 121 in seine Ausgangslage zurückgezogen wurde und die nächste Drahtwindung sich bereits auf dem Träger befindet, wie in der Folge beschrieben wird.
Bevor weitere Einzelheiten des ganzen Apparates beschrieben werden, soll das Verfahren und die Art, mit welcher der Draht 98 um den Spulkern 20 gewunden wird, mit Hilfe der Fig. 7 bis 12 erläutert werden. Gemäss Fig. 7 sei die Nadel 101 mit dem Draht 98 durch die zentrale Bohrung im Spulenkern 20 gezogen worden. Anschliessend wird der Kern 20 im Gegenuhrzeigersinn, wie durch den Pfeil 136 angegeben, um den Drahtträger 118 gedreht. Wenn der Spulenkern 20 in seine Ausgangslage zurückkehrt, so befindet sich die Nadel 101 ausserhalb des Kerns, wie in Fig. 8 ersichtlich, und eine halbe Länge der nächsten Drahtschlaufe ist auf der Spule aufgewunden.
Zusätzlich ist nun der Draht 98 um den Drahtträger 118 gelegt. Hierauf bewegt sich der Drahtträger 118 senkrecht nach oben zwischen den geöffneten Nadelführern 80 und 82 hindurch und hebt die Nadel 101 und den Draht 98 mit hoch. Nachdem der Drahtträger die Nadelführer 80 und 82 passiert hat, schliessen sich diese und die Nadel 101 wird gefasst und direkt über die zentrale Öffnung des Spulenkerns 20 gebracht, wie dies in Fig.9 ersichtlich ist.
Wenn sich die Nadel 101 direkt über der zentralen Öffnung des Spulenkerns 20 befindet, wird die Bewegungsrichtung des Drahtträgers 118 umgekehrt und Nadel und Draht durch die Spulenkernöffnung gesenkt. Wenn sich die Nadel ungefähr 25 mm über dem Kern 20 befindet, wird der Träger 118 durch das Zusammenwirken der Teile 122 und 125 zurückgezogen, so dass die Nadel 101 und der Draht 98 frei fallen können (Fig. 10). Wie aus den Fig. 8 bis 11 .ersichtlich, wird der Draht durch die Spannfinger 106 gestreckt, um eine gleichmässige Spannung jeder Windung auf der Spule sicherzustellen. Wenn jedoch die Nadel fällt, so wird der Draht aus den Fingern 106 befreit, und die Windung auf dem Kern 20 ist vollständig (Fig. 12).
Mit einer neuen vollständigen Windung und dem Drahtträger 118 wieder in seiner ursprünglichen Lage ist die Apparatur bereit, die nächste Windung aufzutragen. Während der Spulenkern 20 eine Drehung von 360 um den Drahtträger 118 ausführt, dreht sich der Kern 20 selbst um 3,6 um seine Achse.
Es sei hier besonders betont, dass das Nadelgewicht dem Draht bei jeder Windung die richtige Spannung verleiht. Es wurde gefunden, dass ein bestimmtes Nadelgewicht genügt, um die nötige Span- nung ohne zusätzliche Spannmittel zu erreichen. Die Reihenfolge der Arbeitsgänge, wie diese schematisch in den Fig. 7 bis 12 dargestellt sind und oben kurz beschrieben wurden, können anhand der Fig. 1 bis 6 in der detaillierten Beschreibung verfolgt werden. Obschon dieser Vorgang vorteilhaft mittels nachstehend beschriebener Steuerkreise automatisch durchgeführt wird, so sollen diese Steuermerkmale hier nicht näher erläutert werden.
Der in den Fig. 1 bis 6 dargestellte Apparat befindet sich in der Arbeitsstellung gemäss Fig. 8, nämlich am Punkt, wo der Spulenkern 20 in seine Ausgangslage zurückgekehrt ist, nachdem er um den Drahtträger 118 gedreht und der Draht 98 um den Träger 118 geschlungen wurde. In diesem Zeitpunkt beginnt sich das Treibseil 65 zu bewegen, und zwar so, dass sich der den Ball 64 aufweisende Teil des Seiles 65 nach oben bewegt, wodurch der Ball 64 den Federbügel 63 ebenfalls nach oben bewegt.
Da der Federbügel 63 an der Zahnstange 55 mittels des Kreuzstückes 61 befestigt ist, so bewegt sich die Zahnstange 55 ebenfalls nach oben, wobei demzufolge das Ritzel 54 im Uhrzeigersinn um die Welle 39 gedreht wird. Die Klinke 57 dreht sich somit im Uhrzeigersinn auf dem Rätsch- teil 58, bis sie über den einzelnen Rätschzahn schleift. Diese Drehbewegung des Ritzels 54 und der Welle 53 bewirken keine weitere Bewegung im Apparat.
Wenn die Zahnstange 55 den Anschlag 66 berührt, wird der Ball 64 vom Federbügel 63 befreit. Fast gleichzeitig greift der Gummiknopf 112 in den Teil 113 ein, wodurch der Laufteil 114 auf der Platte 115 aufwärts gleitet und dabei den Drahtträger 118, den Draht 98 und die Nadel 101 mithebt. Wenn die Drahtträgervorrichtung gehoben wird, so wird der Abzugfinger 132 vom Abzugteil 133 frei, wobei der Sicherungshebel 128 auf den Drahtträger 118 niederfällt und darauf den Draht 98 sperrt. Der Drahtträger 118 wird zwischen den offenen Nadelführern hindurch gehoben, bis sich die Nadel selbst zwischen den Nadelführern 80 und 82 befindet.
Dann kommt der andere Ball 70 des Treibseils 65 mit dem Federbügel 71 in Eingriff, wodurch der Arm 72 seine Lage wechselt, die Nadelführer 80 und 82 geschlossen werden und die Nadel in die Achse des Kerns 20 führen.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei der Bewegung der Nadel 101 von ihrer Lage in Fig. 7 in jene gemäss Fig. 8, dieselbe eine Tendenz zur Verlagerung aus der Mittelachse des Glasrohrs 107 zeigt, und zwar um einen Betrag entsprechend dem Radius des Trägers 118. Eine Verlagerung der Nadel 101 wird aber durch das Glasrohr 107 verhindert. Wird aber die Nadel 101 durch den Träger 108 nach oben aus dem Glasrohr 107 herausbewegt, berührt sie den Schlitz 109 im Glasrohr 107, da sich dieser Schlitz 110 in Richtung der Verschiebung der Nadel 101 erstreckt. Der Schlitz 110 bewirkt eine Einengung der Querbewegung der Nadel 101 und eine Führung derselben bei ihrer Aufwärtsbewegung.
Dadurch werden
<Desc/Clms Page number 6>
ungeregelte Schwingungen der Nadel 101 beim Passieren des freien Wegstückes zwischen dem oberen Ende der Glasröhre 107 und den Nadelführern 80 und 82 verhindert, die beim Fehlen des Schlitzes 110 auftreten könnten.
Wenn sich die Nadel 101 zwischen den beiden geschlossenen Nadelführern 80 und 82 und direkt über der zentralen Öffnung des Kerns 20 befindet (Fig.9), so wird die Drehrichtung des Treibseiles 65 umgedreht. Die Nadelführvorrichtung wird wieder geöffnet und die Trägervorrichtung senkt sich unter ihrem eigenen Gewicht, so dass der Teil 113 am Gummiknopf 112 bleibt. Beim Senken wird der Sicherungshebel 128 frei, wenn der Abzugfinger 132 durch den Teil 133 nach oben gestossen wird, und der Träger 118 selbst wird zurückgezogen, wenn das Kreuzstück 122 auf den oberen Teilen 125 des Rückziehstückes 123 aufläuft. Draht und Nadel werden dann frei sein. Diese Arbeitsphase ist aus Fig. 10 ersichtlich.
Bei der Freigabe der Nadel 101 fällt diese durch die zentrale Bohrung des Kerns 20 und dank dem Nadelgewicht wird der Draht aus den Drahtspannfingern 106 gezogen, so dass er vollständig durch den Kern 20 durchgezogen wird (Fig. 11 und 12).
Die aus der Fallachse gehenden Bewegungen der Nadel werden mittels des Rohres 107 begrenzt. Wenn dies nicht vorgekehrt wird, so zeigt die Nadel 101 die Tendenz, übermässig aufzuschlagen und zu schwingen, wodurch der Draht infolge übermässiger Spannung beim Nadelkopf reissen kann. Es ist vorteilhaft, dieses Rohr 107 aus einem isolierenden oder glasartigen Stoff anzufertigen. Wird ein Metallrohr verwendet, so wird auf ihm und der Drahtisolation eine Spannung induziert, welche versucht, die Nadel während der nächsten Operationsphase zurückzuhalten, so dass diese vom Draht abreissen kann.
Der Drahtträger 118 soll zweckmässigerweis.e zurückgezogen und die Nadel 101 mit dem Draht 98 durch die zentrale Öffnung des Spulenkerns 20 hindurchfallen, bevor der Ball 64 während seiner Abwärtsbewegung auf dem Treibseil 65 wieder im Federbügel 63 eingreift. Mit dem Ball 64 im Federbügel 63 im Eingriff, geht die Zahnstange wieder nach unten, wobei sie das Ritzel 54 und die Welle 53 dreht. Nun ist jedoch die Drehrichtung der Welle 53 so, dass die Klinke 57 in den Rätschzahn 58 eingreift und ihn antreibt, so dass die Welle 41 sich um die innere Welle 39 dreht.
Da das Traggestell 22 mit der Welle 41 über den Träger 42 direkt verbunden ist, dreht es sich um die Welle 39 und die Schnecke 38, wobei der Draht 98 über den Drahtträger 118 zurückgelegt und die Nadel 101 wiederum in Vorbereitung der nächsten Windung auf eine Seite des Spulenkerns gebracht wird. Zusätzlich drehen sich die Gummirollen 21 über das Vorgelege mit der Schnecke 38 und den Zahnrädern 37, 30, 31, 32, 33, 27 und 24 und drehen damit den Spulenkern 20 als Vorbereitung für die nächste Windung um einen Hundertstel einer Umdrehung.
Wenn die Lasche 60 am Anschlag 62 anstösst, so ist das Traggestell 22 in seine ursprüngliche Lage zurückgekehrt und das Treibseil 65 bereit, den Drehsinn zu wechseln und die soeben beschriebenen Arbeitsgänge zu wiederholen.
Der vorgängig beschriebene Apparat arbeitet vollständig automatisch. Ein möglicher Steuerschaltkreis ist in den Fig. 13 und 14 dargestellt, welche als nebeneinanderliegend aufzufassen sind. Der Steuerkreis besteht aus zwei Teilen; der erste ist der Motorkreis zur Steuerung der Drehrichtung des Treibseiles 65, der zweite ein Zähl- und Steuerkreis, um zu erreichen, dass der Apparat nur eine vorbestimmte Zahl von Windungen auf den Spulenkern 20 bringt.
Im Motorsteuerkreis (Fig. 13) befinden sich zwei Motoren 140 und 141, welche gegenläufig so geschaltet sind, dass der Motor 140 den senkenden, der Motor 141 den hebenden darstellt, wobei sich die Bewegungen auf die Bewegungsrichtung des Balles 64 beziehen. In Fig. 13 sind die Motoren durch ihre Wicklungen dargestellt. Die Motoren sind über einen Schalter 142 und über normalerweise geschlossene Kontakte 143 eines Relais 144 sowie Kontakte 145 eines Relais 146 an ein Wechselstromnetz angeschlossen; vorläufig sei nicht auf die Funktion des Relais 144 eingegangen.
Wenn sich der Apparat in der in Fig. 1 dargestellten Lage befindet, so kann der hebende Motor arbeiten und der Stromkreis befindet sich in der in Fig. 13 dargestellten Lage, in welcher der Kontakt 145 im Stromkreis des Motors 141 geschlossen ist. Wenn der Schalter 142 geschlossen wird, so beginnt der hebende Motor 141 zu drehen. Er zieht das Treibseil 65 nach oben, bis die Nadel 101 mit dem Nadelführerrad 82 in Berührung kommt.
Das Rad 82 ist aus Isolationsmaterial hergestellt, mit Ausnahme eines schmalen Stückes der Rinne, welches über den Teil 90 und eine Leitung 150 (in den Fig. 1 und 4 nicht dargestellt) zu einer Steuerelektrode 148 einer gasgefüllten Elektronenröhre 149, vorteilhafterweise eines Thyratrons, führt. Der Nadelführer kann z. B. aus einem mit Isolier- flanschen umgebenen Messingring bestehen.
Wenn sich die Nadel 101 zwischen den beiden Nadelführern 82 und 80 befindet, schliesst sie den Stromkreis zwischen ihnen, indem sie die Leitung 150 erdet; es ist empfehlenswert, den ganzen Apparat mit Ausnahme des Nadelführers 82 zu erden. Da der Draht 98 isoliert ist, kann die Leitung 150 nicht geerdet werden, bis die Nadel 101 den Nadelführer 82 mit irgendeinem andern Teil des Apparates verbindet. Zweckmässigerweise wird als anderer Teil der andere Nadelführer 80 gewählt.
Wenn die Leitung 150 geerdet wird, so herrscht an der Steuerelektrode ebenfalls das Erdpotential. Dieses Gitter 148 hat vorher unter negativer Vorspannung gestanden. Dies veranlasst das Thyratron 149, einen durch die Relaiswindungen 146 fliessenden Strom zu erzeugen, welches Relais dadurch anspricht und den Kontakt 145 vom hebenden Motor
<Desc/Clms Page number 7>
141 auf den senkenden Motor 140 wechselt, wodurch das Treibseil 65 seine Laufrichtung wechselt. Das Treibseil 65 wird nun in der andern Richtung drehen, bis die Zahnstange 55 (Fig. 1) einen Mikroschalter 151, welcher auf der Rückenplatte 75 angebracht ist, berührt.
Durch Öffnen der Kontakte 151 dieses Schalters öffnet der Anodenkreis des Thyratrons 149, wodurch die Röhre nicht mehr arbeitet und das Relais 146 abfällt und der Kontakt 145 wieder auf den hebenden Motor 141 umgestellt wird. Dieser Operationsgang wiederholt sich anschliessend.
Wie vorgängig erwähnt, kann die auf den Spu- lenkern zu bringende Windungszahl vorbestimmt und in einem Steuerkreis eingestellt werden. Der Steuerkreis setzt den Apparat'still, wenn die entsprechende Zahl Windungen aufgewickelt wurde. Dies wird durch drei magnetische Zählschaltungen 153 erreicht, wobei die drei Zählschaltungen einen Siebenstufen-, einen Fünfstufen- und .einen Dreistufenzähler aufweisen, deren einzelne Stufen je ein Spulenpaar besitzen, wobei die zwei Spulen eines Paares phasenverschobene Erregerstösse erhalten.
Die Erregerwicklungen 156 bzw. 157 der Spulen sind in Serie geschaltet, wogegen die Ausgangswicklungen 158 der Spulen für die Erregerphasen zur letzten der in Serie geschalteten Erregerwicklungen parallel liegen. Wie aus Fig. 14 ersichtlich, werden die phasenverschobenen Erregerstösse über die Leitungen 154 und 155 den in Serie geschalteten Erregerwicklungen 156 bzw. 157 zugeleitet. Die Ausgangswicklungen 158 der oberen Kerne sind jede an die letzte Erregerwicklung 156 angeschlossen und über eine Diode 159 zu einer Eingangswicklung 160 des nächst darunter gezeichneten Kerns geführt.
Die Eingangswicklung 160 des letzten Kerns der letzten Stufe ist an eine Eingangswicklung 161 eines Additionsschaltungskreises 162 angeschlossen. Ähnlich sind die Ausgangswicklungen 164 der tiefer gelegenen Kerne an die letzten der in Serie geschalteten Erregerwicklungen 157 angeschlossen und über eine Diode 165 an die Eingangswicklung 166 des nächst höhern Magnetkerns, ausgenommen die Ausgangswicklung des letzten, unteren Magnetkerns, welcher an die Eingangswicklung des ersten oberen Magnetkerns angeschlossen ist.
Zusätzlich weist jeder Kern in den Zählern 153 eine Rückstellwicklung 169 auf, wobei alle diese Rückstellwicklungen in Serie geschaltet an eine Rückstelleitung 170 angeschlossen sind.
Wenn der Zähler auf eine gewünschte Windungs- zahl gestellt werden soll, so werden Wählschalter 172 (Fig. 13) auf spezielle Stelleitungen 173 geschaltet, welche einzeln mit Stellwicklungen 174 mit den tiefer gezeichneten Kernen jeder Stufe der Stromkreise 153 verbunden sind. Bei geeigneter Wahl des Kerns der drei Zähler 153, welche einzustellen sind, kann irgend eine zwischen zwei und hundertsechs liegende Zahl von Windungen gewählt werden. Wenn z. B. nur zwölf Windungen auf dem Spul.enkern 20 gewünscht werden, so wird im ersten Zähler 153 der tiefer gezeichnete Kern der dritten Stufe erregt, im zweiten Zähler der tiefere Kern der vierten Stufe und im dritten Zähler der tiefere Kern der ersten Stufe.
Nachdem dann 11 Operationsgänge abgelaufen und 11 Erregerimpulse an beide Erregerleitungen 154 und 155 abgegeben sind, werden an allen drei Zählern gleichzeitig Ausgangssignale erscheinen, welche auf die Eingangswicklungen 161 des Additionsstromkreises 162 übertragen werden. Die Erregerwicklungen 176 sind mit der Erregerleitung 155 über die dazwischengeschalteten Erregerwicklungen 157, Ausgangswicklungen 164 und Eingangswicklungen 166 der drei Zähler 153 sowie Leitung 179 in Serie geschaltet. Die drei Ausgangswicklungen 177 sind zwi- schenden letztenErregerwicklungen 176 und der Erde parallel geschaltet.
Ein Ausgangsimpuls erscheint in der Ausgangsleitung 178, welche von den Ausgangswicklungen 177 überbrückt ist, nur, wenn alle drei Spulen angesprochen haben, so dass an allen drei Ausgangswicklungen 177 beim Anlegen von Erregerimpulsen zu den Erregerwicklungen 176 Spannungen auftreten. So erzeugt der zwölfte Impuls im Leiter 155 einen Ausgangsimpuls im Leiter 178.
Nachdem die Wählschalter 172 gestellt sind, werden die Schalter 180, 181 und 182 betätigt. Diese Schalter sind vorteilhaft auf derselben Spindel angeordnet, jedoch so, dass der Schalter 181 stets nach dem Schalter 180 geschlossen wird. Das Schliessen des Schalters 180 erzeugt einen Rückstellimpuls auf die Rückstelleitung 170, um alle Kerne der Zähler 153 in den Ruhezustand zurückzustellen; das Schliessen des Schalters 181 erzeugt einen Erregerimpuls durch die gewählten Kontakte der Schalter 172 und Erregerleitungen 173, um spezielle Stufen der Zähler 153 zu betätigen. Die Betätigung des Schalters 182 öffnet einen Kreis, welcher die Wicklung des Relais 144 und eine gasgefüllte Elektronenröhre enthält, z.
B. ein Thyratron 183, wobei die Röhre gelöscht sein muss und die Ruhekontakte 143 geschlossen sind. Der Zählersteuerkreis ist nun bereit und der Apparat kann, wie oben beschrieben, mittels Schliessen des Schalters 142 in Betrieb gesetzt werden.
Bei jedem Aufwärtsgang schliesst die Zahnstange 55 einen Mikroschalter 185 (Fig. 1 und 13), welcher, zusammen mit Kontakten 186 und 187 des Relais 146, Widerstände 188 und einen Kondensator 189, abwechslungsweise Erregerimpulse auf die Leitungen 154 und 155 bringt, um die Zähler zu betätigen. Wenn vom Additionskreis 162 ein Ausgangsimpuls auf der Leitung 178 erscheint, wird dieser über einen Impulsdehner, der einen Kondensator 192 und einen Widerstand 193 enthält, auf ein Steuergitter 191 des Thyratrons 183 geleitet.
Die damit dieser Elektrode anstelle der negativen Vorspannung aufgedrückte positive Spannung bringt die Röhre zum Zünden, wodurch der Stromkreis über Relais 144 geschlossen und die Kontakte 143 geöffnet werden, womit die Motoren 140 und 141 abgeschaltet und die Anlage ausser Betrieb gesetzt wird.
Die Anlage kann nun nochmals in Betrieb gesetzt werden, um dieselbe Windungszahl auf einen
<Desc/Clms Page number 8>
andern Spulenkern aufzuwinden, nachdem dieser zwischen die Rollen 21 des Traggestelles 22 eingesetzt ist, was mittels der Schalter 180, 181 und 182 vorgenommen werden kann.
Gemäss vorstehender Beschreibung wird der Draht 98 vorn Drahtträger 118 abgestreift, bevor das Traggestell 22 infolge der Rückziehbewegung, hervorgerufen durch das Kreuzstück 122 und das Rückziehstück 123, gedreht wird. Es können aber auch andere Ausführungen verwendet werden. In Fig. 15 ist ein anderer Drahtträger 195 als Variante abgebildet. Dieser Drahtträger weist an seinem vorstehenden Ende einen oberen zylindrischen Teil 196 auf, der sich zwischen zwei Seitenwänden 197 und 198 befindet. Die Seitenwand 197 .erstreckt sich rund um den Träger 195.
Die seitliche Erhebung 198 erstreckt sich jedoch nur ungefähr über den halben Umfang des Trägers; der restliche Teil 199 des Trägers 195 ist direkt am Ende der seitlichen Erhebung 198 unter der Fläche 196 in einem Winkel zur Trägerachse geschnitten.
Im Betrieb befindet sich der Draht 98, während der Träger gehoben und die Nadel 101 zwischen die beiden Nadelführer gebracht wird, auf der oberen Fläche 196. Anschliessend wird der Träger heruntergelassen. Der Draht befindet sich weiterhin auf dem Träger 195, während die Nadel durch die Öffnung des Spulenkerns 20 schlüpft, wobei der Draht durch die Seitenwände 197 und 198 an seitlichen Bewegungen gehindert wird. Wenn jedoch die Spule 20 und das Traggestell 22 um den Drahtträger 196 drehen, so gleitet der Draht von Träger ab, und zwar an der Stelle 199 des Trägers.
Es können natürlich auch mehr als ein Draht auf einmal auf .einen Spulenkern gewunden werden. Wenn jedoch zwei Windungen gleichzeitig aufgewunden werden, so genügt das Gewicht der gewöhnlichen Nadel nicht, um den Draht genügend zu strecken. Die Nadel muss dann ein grösseres Gewicht aufweisen, was z. B. dadurch erreicht wird, dass man die Spitze aus Wolfram ausführt und diese an einen Stahlschaft schweisst. Wegen des Sicherungshebels 128 (Fig. 6) oder der Seitenwand 198 (Fig. 15) können die Drähte vom Drahtträger nicht zu frühzeitig abrutschen, selbst wenn vom Träger zu gleicher Zeit mehrere Drähte getragen werden.
Ein Zählwerk 200 kann an der Rückenplatte 75 des Apparates montiert und an einen Zählkreis angeschlossen werden, wie dies bekanntermassen ausgeführt wird, um die Anzahl der Windungen auf der Spule 20 visuell anzuzeigen.