DE2145209A1

DE2145209A1 - Verfahren zur Herstellung von Wendeln mit geraden Zwischengliedern und Steuervorrichtung für eine nach diesem Verfahren arbeitende Wendelwickelmaschine

Info

Publication number: DE2145209A1
Application number: DE19712145209
Authority: DE
Inventors: Jan; Makarewicz Antoni; Koszalin Ballbatun (Polen)
Original assignee: UNIMASZ
Current assignee: UNIMASZ
Priority date: 1970-09-12
Filing date: 1971-09-09
Publication date: 1972-03-16
Also published as: GB1352891A; US3724190A; NL7112422A; HU165075B; NL154057B; FR2107548A5; CS159289B2

Description

Dr. O. Dittmann K. L. Schiff Dr. A. ν. Füner Dipl. Ing. P. Strehl Patentanwälte O 1 A R 9 Π Q

8 München 90, MariahllfptaÜ 2 & 3, Telefon 45 83 54 £. \ H J £. V sj

Beschreibung DA- 7764

zu der

Pat entanmeldung

der Firma
KOSZALINSKIE ZAKLADT MASZTN LAMPOWYCH ¹¹UNIMASZ", Polen

betreffend

Verfahren zur Herstellung von Wendeln mit geraden Zwischengliedern und Steuervorrichtung für eine nach diesem Verfahren arbeitende Wendelwickelmaschine

Priorität: 12. September 1970, Nr. P-143 163» Polen 13. April 1971, Nr. P-H7 554, Polen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wendeln mit geraden Zwischengliedern und eine Steuervorrichtung für eine nach diesem Verfahren arbeitende Wendelwickelmaschine.

Wendeln mit geraden Zwischengliedern bestehen aus wendeiförmigen Wicklungen, welche durch geradlinige Zwischenglieder (Zwischenstrecken) aus Wickeldraht miteinander verbunden und insbesondere für Glühwendeln von Glühlampen bestimmt sind.

_ω Bei der Herstellung derartiger Wendeln mit bekannten Vor-

-»richtungen wird der Wickeldraht durch eine Aufwickelspindel um deinen Kerndraht gewickelt, der gleichzeitig weiterbewegt wird, ^ wobei während der Bildung des Zwischenglieds die Spindel angehalten wird, um längs der Zwiechenstrecke einen geraden oder im wesentlichen geraden Abschnitt des Wickeldrahts zu verlegen.

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Die Steuervorrichtung der Wendelwickelmaschine bezieht sich auf den Typ von Wendelwickelmaschinen, bei denen die Spindelmechanismen und die Vorschubmechanismen für den Kerndraht mit, getrennten Motoren angetrieben werden.

Um ein Erzeugnis zu erhalten, das ein leichtes Abschneiden und eine automatische Montage von Glühkörpern erlaubt, ist es zweckmäßig, wenn die Zwischenstrecke geradlinig und parallel zur Wendelachse verläuft. Bei bekannten Verfahren erfolgt die Formung des Zwischenglieds einer den verlangten Parametern etwa entsprechenden Form durch Andrücken des Wickeldrahts an den Kerndraht bei abgestellter Spindel, und zwar durch mindestens zwei um die Länge der Zwischenstrecke voneinander entfernte Andruckstücke. Durch diesen Andruck wird die Bildung von Wicklungen auf der Zwischenstrecke verhindert. Die Andruckstücke bewirken auf mechanische Weise eine verhältnismäßig starke Spannung des Wickeldrahts auf der Zwischenstrecke, was die Erhaltung eines möglichst geraden Zwischenglieds begünstigt.

Die Fertigung der Wendeln mit Zwischenstücken erfolgt auf bekannten Vorrichtungen, bei denen die Spindel über eine Magnetkupplung mit dem Antrieb verbunden ist.

Zur Steuerung der Spindel sind einstellbare Zähler vorgesehen, von denen einer die Umdrehungen des antriebsseitigen Kupplungsteils und der andere die Spindelumdrehungen, zählt. Der ein-

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stellbare, die Spindelumdrehungen zählende Zähler arbeitet während der Wendelbildung und bestimmt die Sollzahl der Wicklungen des Wendelglieds. Darauf trennt er den Antrieb vom spindeise it igen Teil der Kupplung ab, um das Zwischenglied auszuführen.

Der einstellbare, die Umdrehungen des antriebsseitigen, kontinuierlich durchlaufenden Kupplungsteils zählende Zähler arbeitet nur während der Formung des Zwischenglieds und stellt dessen Solllänge ein. Darauf schaltet er die Spindel ein, um die nachfolgende Wendelstrecke auszuführen.

Die Steigung der Wendelwicklung hängt vom Verhältnis der Spindeldrehzahl zur Vorschubgeschwindigkeit des Kerndrahts ab und wird durch Änderung einer dieser Geschwindigkeiten eingestellt. Dies geschieht meist durch Auswechseln der Zahnräder im Vorschubgetriebe .

Bei den oben erwähnten Verfahren zur Formung des Zwischenglieds entstehen im Wickeldraht nicht ausgeglichene Innenkräfte, durch die das Erzeugnis nach seiner Freigabe verJEbrmt wird. Die Erhaltung der richtigen Parameter wird verhindert, und zwar hauptsächlich durch Verzerrung der Steigung, insbesondere der Endwicklungen der Wendelstrecke und durch Verformung des Wickeldrahts auf der Zwischenstrecke. Es ist daher unmöglich, nach den bekannten Verfahren ein geradliniges Zwischenglied zu erzeugen.

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Eine weitere Steigerung der Ungleichmäßigkeit der Wendel— Steigung ergibt sich durch die oben aufgeführten Mechanismen zur Programmierung der Wendel, da sie eine beträchtliche Trägheit und nicht reproduzierbare Kennwerte in den Übergangszuständen aufweisen. Es ist nicht möglich, die Änderungen der Wendelsteigung sowie anderer Kennzahlen des Glühkörpers während des Betriebs der Vorrichtung auszugleichen oder zu steuern.

Die oben erwähnten Nachteile der bekannten Verfahren und Vorrichtungen führen zu Werkst off verlust en und zur Qualitätsminderung des Glühkörpers. Die verwendeten Vorrichtungen sind im Betrieb schwerfällig und erlauben keine vollständige Automatisierung der Steuerung der Wendelwickelmaschine, so daß diese nur eine geringe Leistungsfähigkeit besitzt.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile und Mängel der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Steuervorrichtung für Wendelwickelmaschinen anzugeben, mit denen es möglich ist, spannungsfreie Wendeln und gerade Zwischenglieder zu erzeugen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in der ' Endphase der Formung des Zwischenglieds eine umkehrbare Spindel verwendet wird, die um einen eingestellten Winkel aufwickelt. Hierdurch kann der Wickeldrahi, länpn einer zur Wendelachse pa-

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rallelen Erzeugenden des Kerndrahts aufgelegt werden, wobei gleichzeitig starke Spannungen im Vickeldraht beseitigt werden.

Nach der Umkehr dreht sich die Spindel im normalen Aufwickelsinn, wobei in der Zwischenzeit ein mit einem Elektromagneten betätigtes Andruckstück an den Kerndraht angedrückt wird. Hieraus folgt, daß zwischen dem Andruckstück und einem davon pm die Zwischengliedlänge entfernten Einspannmechanismus ein gerades wendelfreies Zwischenglied geformt wird.

Die Steuervorrichtung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Wendelwickelmaschine zeichnet sich aus durch periodisch einschaltbare elektronische Schalter, die die Motoren mittels eines Impulsgenerators steuern.

Während der Formung des geraden ZwischenglMs der Wendel wird der Kerndraht-Vorschubmotor mit Hilfe der Impulse aus einem Spindeldrehzahlwandler über einen Frequenzteiler gesteuert, wobei der letztere die Impulse entsprechend der vorherbestimmten Steigung der Wendel teilt. Während der Formung des Zwischenglieds wird der Vorschubmotor mit Hilfe des Generators mit einem elektronischen Schalter gesteuert, um auf der Zwiachenstrecke eirien vergrößerten Vorschub einzuschalten.

Der Spindelmotor wird mittels eines elektronischen Schalters periodisch eingeschaltet und mittels eines elektronischen Drehsinnumschaltere fUr die Spindel gesteuert.

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Der die Spindeldrehzahl in Impulse umwandelnde Wandler ist mit dem Zähler für die Wendelwindungszahl verbunden, der die elektronischen Umschalter zur Umschaltung der Anordnung auf die Zwischengliedformung steuert. Die Anordnung enthält ferner einen Wandler, durch den die Motordrehzahl in Impulse umgewandelt wird. Dieser ist über einen periodisch betätigbaren Schalter mit dem Zähler für die Zwischengliedlänge verbunden, der die elektronischen Schalter für die Umschaltung auf die Formung der Wendelwicklung steuert. Der Zwischengliedlängenzähler kann auch unmittelbar durch die den synchronen Vorschubmotor speisende elektrische Spannung gesteuert werden.

Der Zwischengliedlängenzähler weist zwei Ausgänge für lange und kurze Glieder bzw. Längen auf, die mit einem elektronischen, vom Zähler für die Zwischengliedanzahl geseuerten Umschalter umschaltbar sind.

Bei der Herstellung von Wendeln mit Zwischengliedern nach dem erfindun g sgemäßen Verfahren können die erwünschten Kennwerte des Erzeugnisses erreicht werden, d. h· eines Erzeugnisses mit unverformten, geraden Wickeldraht-Zwischengliedern und mit Wendeln der richtigen Steigung. Dies erleichtert das Zuschneiden der Wendeln und erlaubt eine automatische Montage des Glühkörpers. Bei Anwendung einer Wendelwickelmaschine mit einer erfindungsgemäßen elektrischen Steuervorrichtung ist es möglich, während des Betriebs der Vorrichtung die Steigung der Wendel, sowie andere Größen, wie Länge und Art der Zwischenstrecke, zu verändern. Das heißt, der

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Betrieb der Maschine kann vollständig automatisiert werden. Daraus folgen Werkstoff ersparnisse und eine höhere Qualität des Glühkörpers.

Durch die Verringerung der Trägheit der rotierenden Massen und durch Verwendung eines vergrößerten Vorschubs während der Zwischengliedformung ist die Wendelwickelmaschine leistungsfähig und einfach zu "bedienen.

Anhand des in der "beigefügten Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Wendelwickelmaschine wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Pig. 1 eine Teilansicht einer Wendelwickelmaschine zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Wendeln; und

Fig. 2 eine teilweise Darstellung der Wendelwickelmaschine mit einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.

Die Wendel entsteht dadurch, daß mittels einer umlaufenden Spindel 1 ein von einer Spule 2 abgewickelter Wickeldraht auf einen fortlaufend vorgeschobenen Kerndraht 4 gewickelt wird.

Nach dem Aufwickeln der. Wendelstrecke 5 wird die Spindel 1 stillgesetzt. Der Wickeldraht 3 wird mittels eines durch einen Elektromagneten 6 betätigten Druckstücks 7 und einer Spannvorrichtung 8 an den Kerndraht 4 angedrückt, wobei zwischen dem Druckstück 7 und der Spannvorrichtung 8 ein Zwischenraum 9 entsteht.

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Die Spanuvorrichtting 8 kann sich, zusammen mit dem Kerndraht 4 verschieben und klemmt den Wickeldraht bei der Führung am Anfang des Zwischenraums oder Abstandes 9. Das Druckstiick 7 ist dabei vom Draht 4 abgelenkt. Bei der weiteren Portbewegung des Kerndrahtes 4 entsteht ein aus dem Draht 4, dem Wickeldraht 3 und dem Radius der Spindel 1 gebildetes Dreieck. Mach Erreichen der eingestellten länge des Zwischenraums 9 wird die Spindel 1 entgegen dem Aufwikkelsinn eingeschaltet. Durch .diese Umkehrung der Spindel 1 ist es möglich, den Wickeldraht 3 auf einer Erzeugenden des Kerndrahtes 4 unter Vermeidung starker Spannungen zu verlegen. Hach der Umkehr wird das Druckstiick 7 mit Hilfe des Elektromagneten 6 an den Kerndraht 4 angedrückt.

Hach der Ausführung der eingestellten Umkehrbewegung durch die Spindel wird diese wieder in den Aufwickeldrehsinn geschaltet. Infolgedessen wird der Wickeldraht 3 zwischen dem Druckstück 7 und dem Kerndraht 4 gespannt und bildet einen geraden Zwischenraum 9 zwischen dem Druckstück 7 und der Spannvorrichtung 8.

Gemäß Pig. 2 wird der Kerndraht durch eine mittels eines Synchronmotors angetriebene Trommel 11 vorgeschoben. Die Spindel 1 wird mittels eines Motors 12 angetrieben.

Die Steuervorrichtung der Wendelwickelmaschine enthält periodisch einschaltbare elektronische Schalter 13, 14 und 15 zur Steuerung der Motoren 11 und 12 von einem Generator 16. Die Spindel

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und die Vorsehubmotorwelle sind mit Drehzahlwandlern versehen, die vorzugsweise aus Scheiben und mit diesen zusammenarbeitenden lichtelektrischen Gebern bestehen. Auf der Welle des Vorschubmotors befindet sich eine Scheibe 17, auf deren Umfang ein Loch vorgesehen ist und die mit einem lichtelektrischen Impulsgeber 18 zusammenarbeitet. Auf der Spindelwelle befindet sich eine Scheibe 19, die auf einem Umfang 60 mit einem Foto impulsgeber 20 zusammen arbeitende Löcher und auf einem anderen umfang ein mit einem Fotoimpulsgeber 21 zusammenarbeitendes Loch aufweist. Der Torschubmotor wird während der Ausbildung der Wendelstrecke 5 von dem Fotoimpulsgeber 20 über einen in den Steigungsabmessungen der Wendel geeichten Frequenzteiler 22, einen Umformer 23» der den Einphasenstrom in einen dreiphasigen Strom umwandelt, und über einen Wandler 24 gesteuert.

Während der Ausbildung der Zwischenstrecke wird der Vorschubmotor 11 von dem Generator 16 über den elektronischen Schalter 13» den Umformer 23 und den Wandler 24 gesteuert. Der Motor 11 läuft dann mit erhöhter Drehzahl _t so daß sich ein vergrößerter Vorschub ergibt.

Der Antriebsmotor 12 der Spindel wird während der Ausbildung der mit Zwischengliedern versehenen Wendel von dem Generator 16 gesteuert, und zwar bei der Ausbildung der Wendelstrecke 5 über den elektronischen Schalter 14 oder bei der Umkehr über den elektronischen Schalter 15* einen Umwandler 25 und einen Wandler 26.

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Die Wandler 24 und 26 werden über einen periodisch, einschalfbaren elektronischen Schalter 28 von einem Netzteil 27 gespeist. Die Vorrichtung enthält einen einstellbaren Wicklungs— zähler 29» der durch die Impulse aus dem Fotoimpulsgeber 2t betätigt wird und die Anzahl der Umdrehungen der Spindel 1 während der Ausbildung der Wendelstrecke 5 zählt. Nach Erreichen der eingestellten Anzahl schaltet die Vorrichtung auf die Bildung des Zwischenglieds 3 vim.

"Die Vorrichtung enthält ferner einen einstellbaren Zwischengliedlängenzähler 30, der von dem Fotoimpulsgeber 18 über einen periodisch einschalt baren elektronichen Schalter 31 gesteuert wird. Nach Erreichen des eingestellten Wertes schaltet der Zähler 30 den elektronischen Schalter 15 auf die Umkehr um. Nach der Umkehrung wird die Vorrichtung mit Hilfe des Impulses aus dem Fotoimpulsgeber 21 auf die Ausbildung der nachfolgenden Wendelstrecke umgeschaltet. Der Zwischengliedlängenzähl er 30 besitzt zwei Ausgänge für zwei einstellbare Zwischengliedlängen. Diese Ausgänge werden mit Hilfe eines elektronischen Schalters 32 umgeschaltet, der seinerseits durch einen Zwischengliedzähl er 35 gesteuert wird. Nach Erreichen der eingestellten Anzahl von kurzen Zwischengliedern, schaltet der Zähler 33 den Schalter 32 um.

Um die Wendelwickelmaschine auf die Herstellung eines Glühkörpers einzurichten, der 200 Windungen auf der Wendelstrecke mit einer Steigung von 50 /um, ein kurzes Zwischenglied von 2 mm und ein langes Zwischenglied von 6 mm enthält,

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wobei das lange Zwischenglied jeweils nach drei kurzen ausgeführt werden soll, sind die nachstehend beschriebenen Maßnahmen notwendig:

Der Windungszahl er 29 wird auf den Wert 200 eingestellt, der einstellbare Frequenzteiler 22 auf den Wert 50, der Zwischengliedlängenzähler 50, der in Vorschublängeneinheiten geeicht ist, auf 2 und 6, und der Zwischenstreckenzähler 33 auf den Wert 3.

Während des Betriebs der Vorrichtung bei der Ausbildung der Wendelstrecke 5 wird der Zerndraht-Vorschubmotor 11 mit Hilfe von Impulsen aus dem Spindel-Drehzahlwandler 20 gesteuert, und zwar über den Frequenzteiler 22, der die Impulse um das Verhältnis der Spindeldrehzahl zur Vorschubgeschwindigkeit entsprechend der Wicklungssteigung von 50 ium teilt, über den Umformer 23 und den Wandler 24. Der Spindelmotor 12 wird über den elektronischen Schalter 14, den "Umformer 25 und den Wandler 26 von dem Generator 16 gesteuert.

Die Wandler 24 und 26 werden von dem Netzteil 27 gespeist. Der Zähler 29 zählt die Umdrehungen der Spindel bis zu dem eingestellten Wert 200. Während der Ausbildung der Wendelstrecke 5 sind die Schalter 14 und 28 eingeschaltet, die Schalter 13, 15 und 31 sind ausgeschaltet. Erreicht der einstellbare Zähler 29 den eingestellten Wert von 200 Spindelumdrehungen (200 Windungen der Wendelstrecke), so gibt er Impulse ab, durch die die Schalter 14 und 28 ausgeschaltet und die Schalter 13 und 31 eingeschaltet werden. Die Spindel wird stillgesetzt und es beginnt die Ausbildung des Zwischenglieds 9.

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Nunmehr wird mittels des Generators 16 über den elektronischen Schalter 13, den Umformer 23 und den Wandler 24 der Vorschubmotor 11 gesteuert. Dieser dreht sich nun mit vergrößerter Drehzahl, so daß der Vorschub des Kerndrahts erhöht wird. Der Zähler 30 zählt die länge des Zwischenglieds (Anzahl der Umdrehungen des Vorschubmotors) und schaltet die elektronischen Schalter 15 und 28 auf den Umkehrbetrieb um, der bis zur Impulsgabe des Wandlers 21 dauert, wenn der eingestellte Wert von 2 mm erreicht ist. Der Wandler 21 schaltet die gesamte Vorrichtung auf die Ausbildung der Wendelstrecke um, er schaltet also den Schalter 14 ein und die Schalter 13 tmd 31 aus.

Während der Herstellung des Glühkörpers zählt der Zähler 33 die Anzahl der ausgeführten Zwischenstrecken (Anzahl der Einschaltungen des Schalters 31)» d. h. im vorliegenden Beispiel bis 3. Darauf gibt er einen Impuls zur Einschaltung des Schalters 32 und zur Umschaltung des Zwischengliedlängenzählers 30 auf die größere Zwischengliedlänge (6 mm) ab. Die Wendelwickelmaschine schaltet auf die große Zwischengliß dlänge und der Arbeitszyklus wiederholt sich.

Pat entansprüche

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

( 1 .J Verfahren zur Herstellung von Wendeln mit geraden Zwischengliedern, bei dem mittels einer Spindel ein Wickeldraht auf einen Kerndraht gewickelt und die Spindel während der Ausführung des Zwischenglieds stillgesetzt wird, dadurch g eik e η η zeichnet , daß die Spindel vor dem Beginn der Ausführung der Wendelstrecke eine Bewegung entgegen der normalen Aufwickelrichtung ausführt und darauf in den normalen Aufwickelsinn geschaltet wird, wenn der eingestellte Umdrehungswinkel erreicht ist, wobei in der Zwischenzeit ein an den Kerndraht angedrücktes, mit einem Elektromagneten betätigtes Druckstück mitsamt einer Spanneinrichtung ein geradliniges Zwischenglied bilden.
2. Steuervorrichtung zur Steuerung einer nach dem Verfahren nach Anspruch 1 arbeitenden Wendelwickelmaschine, gekennzeichnet durch elektronische Schalter (13» 14) zur Steuerung der Antriebsmotoren (11, 12) aus einem Generator (16), und durch einen zusätzlichen elektronischen Schalter (15) zur .Steuerung der Umkehr der Drehung der Spindel (1), wobei der Vorschubmotor (11) für den Kerndraht während der Ausbildung der Wendelstrecke (5) mittels eines Spindeldrehzahlwandlers (20) über einen Frequenzteiler (22), und während der Ausbildung des Zwischenglieds von dem Generator (16) über den elektronischen Schalter (13) gesteuert wird.

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3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Spindeldrehzahlwandler (21) mit einem Zähler (29) zum Zählen der Anzahl der Windungen der Wendelstrecke (5) verbunden ist, der die elektronischen Schalter . (13, 14, 28, 31) zur Umschaltung der Vorrichtung auf die Ausbildung der Zwischenstrecke (9) steuert.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Wandler (18) zur Umwandlung der Umdrehungen der Vorschubmotorwelle in Impulse, der über den elektronischen Schalter (31) mit einem Zwischengliedlängenzähler (30) verbunden ist, der die die Vorrichtung auf die Ausbildung der Wendelstrecke (5) umschaltenden elektronischen Schalter steuert.
5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Zwischengliedlängenzähler (30) zwei Ausgänge für verschiedene Zwischengliedlängen aufweist, die mittels eines elektronischen Schalters

(32) umschaltbar sind, der mittels des Zwischengliedzählers

(33) gesteuert wird.

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