DE3710639A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbringen eines klebfreien isolierbandes auf die wicklung einer elektrischen spule - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum aufbringen eines klebfreien isolierbandes auf die wicklung einer elektrischen spule

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines klebfreien Isolierbandes auf die Wicklung einer elektrischen Spule, insbesondere als Zwischen-, Deck- und/oder Abschirm­ isolation gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und entsprechende Vorrichtungen.
Aus der CH-PS 5 68 918 ist eine Vorrichtung zum Aufbringen von Klebband auf die Wicklung einer elektrischen Spule bekannt, bei der ein Support, der zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung bewegbar ist, und einen in der Arbeitsstellung zum Zusammenwirken mit der Spule bestimmten Anpress-Schuh für das Klebband aufweist. Am Support ist ein zwischen zwei Endlagen verschiebbarer Schlitten angeordnet, der mit Mitteln versehen ist, um bei Bewegung in seine eine Endlage Klebband in Richtung des Anpress-Schuhs nachzuziehen und ein Messer vorgesehen, das auf einer Bahn quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens, die zwischen dessen einer Endlage und dem Anpress-Schuh verläuft, beweglich ist.
Die Isoliervorrichtung ermöglicht jedoch nur die Verwendung von einseitig klebenden Klebbändern, die speziell für diesen Zweck hergestellt werden. Es steht nur ein beschränktes Sortiment derartiger Klebbänder zur Verfügung, so dass - abgesehen vom grösseren Aufwand - die unterschiedlich gestellten Anforderungen auf die Isolation, insbesondere betr. die elektrischen Eigenschaften, Temperaturbeständigkeit u.dgl. nicht immer optimal erfüllt werden können.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu entwickeln und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Isolierung von Spulenwicklungen mittels klebfreier Isolierbänder ermöglichen, so dass durch freie Wahl der in Frage kommenden Kunststoff-, Metall- oder Papierbänder eine optimale Isolierung je nach den unterschiedlich gestellten Anforderungen gewährleistet wird.
Die vorgenannte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die klebfreien Isolierbänder den Anforderungen entsprechend frei gewählt werden können.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sowohl ein klebfreies Isolierband mit zwei Klebbandenden auf die Spulenwicklung schrittweise, als auch das klebfreie Isolierband zusammen mit dem Klebband auf die Spulenwicklung kontinuierlich aufgebracht werden können.
Für spezielle Zwecke können die klebfreien Isolierbänder aus unterschiedlichen Materialien kombiniert werden, beispielsweise Kunststoff-/Metall-Bänder, die von einzelnen Vorratsrollen abgezogen und gemeinsam übereinander zur Verarbeitung geführt werden.
Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht einer Isoliervorrichtung,
Fig. 2 und 2a einen schematisch dargestellten Arbeitsablauf der Vorrichtung gemäss Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht einer abgewandelten Isoliervorrichtung gemäss Fig. 1 und
Fig. 4, 4a, 4b einen schematisch dargestellten Arbeitsablauf der Vorrichtung gemäss Fig. 3.
In Fig. 1 ist ein Gehäuse mit (1) bezeichnet, in welchem ein nicht dargestellter an sich bekannter Antrieb für eine drehbare Spulen­ aufnahme (7) sowie eine pneumatische (ebenfalls nicht dargestellte) Steuerung angeordnet sind.
Ein Anpresskopf (2) mit einem Messer (3) für ein einseitig klebendes Klebband (9) und einem Messer (4) für ein klebfreies Isolierband (15) ist pneumatisch in X- und Y-Achsen verschiebbar und betätigbar. Oberhalb der Spule (8) ist ein vertikal geführter pneumatischer Gegenhalter (5) vorgesehen, der mit einem mit einer Aussparung (6′) für das Messer (4) versehenen Gleitstück (6) aufweist, das gegenüber der Spule (8) abgefedert ist. Ein Klebband (9) wird von einer Vorratsrolle (10) über eine Ein­ richtung zur Klebband-Zugentlastung (11) geführt, die aus drei Umlenkrollen (12) und einer vertikal verschiebbaren Spannungs­ rolle (13) zur Bildung einer Bandschlaufe besteht. Die Bänder (9, 15) werden über Auflageflächen des Anpresskopfes (2) geführt und mittels unter Unterdruck gehaltenen Saugdüsen (nicht darge­ stellt) festgehalten. Von einer zweiten Vorratsrolle (16) wird das klebfreie Isolierband (15) abgezogen und direkt zur Auflage­ fläche des Anpresskopfes (2) geführt. Eine gegen die Auflage­ fläche des Anpresskopfes (2) wirkende Rücklaufsperre (14) ver­ hindert ein Zurückziehen des Klebbandes (9) und eine weitere ebenfalls gegen die Auflagefläche des Anpresskopfes (2) wirkende Rücklaufsperrolle (17) verhindert ein Zurückziehen des klebfreien Isolierbandes (15) beim Verschieben des Anpresskopfes (2) in horizontaler Richtung der X-Achse.
Die Betriebsweise der Vorrichtung erfolgt in den einzelnen Verfahrensschritten gemäß Fig. 2 und 2a:
Position A
Das von der ersten Vorratsrolle (10) abgezogene einseitig klebende Klebband (9) sowie das von der zweiten Vorratsrolle (16) abgezogene klebfreie Isolierband (15) werden in den Bereich einer bereits bewickelten elektrischen Spule (8) in die sogenannte Ausgangslage gebracht und am Anpresskopf (2) jeweils saugend gehalten, wobei das Klebband (9) mit seiner Klebfläche gegen die Spule (8) gerichtet ist.
Position B
Der Anpresskopf (2) fährt gegen die Spule (8) und drückt/klebt das Klebband (9) teilweise an den Umfang der Spulenwicklung; nachfolgend dreht sich gegen die Kraft des pneumatisch wirkenden Anpresskopfes (2) die Spule (8) in Pfeilrichtung um etwa 270°, und gleichzeitig verschiebt sich der Anpresskopf (2) in eine seitlich versetzte Trennposition und das Messer (3) trennt ein von der Spule (8) wegragendes Klebbandstück (9′) ab.
Position C
Der Anpresskopf (2) fährt in seine Ausgangsposition zurück und die Spule (8) dreht sich mit dem frei herausragenden Klebband­ stück (9′) in Pfeilrichtung um 180°, so daß die Klebfläche des Klebbandstückes (9′) zum klebfreien Isolierband (15) zeigt, und nachfolgend wird das Gleitstück (6) an die Spule (8) angelegt.
Position D
Der Anpresskopf (2) wird seitlich versetzt, angehoben, so daß sich die beiden Bandenden gegenüberliegen und drückt das bereitgestellte klebfreie Isolierband (15) gegen die Klebfläche des herausragenden Klebbandstückes (9′).
Position E
Der Anpresskopf (2) fährt in seine Ausgangslage zurück und die Spule (8) dreht in Pfeilrichtung eine vorbestimmte Anzahl von Windungen und wickelt dabei das klebfreie Isolierband gegen die Federkraft des Gleitstückes (6) auf die Spule (8); nachfolgend fährt der Anpresskopf (2) aus seiner Ausgangslage wieder in seine seitlich versetzte Schneidposition und drückt gegen das Isolierband (15) und gegen das Gleitstück (6), und das Messer (4) trennt das Isolierband (15).
Position F
Der Anpresskopf (2) fährt nochmals in seine Ausgangslage zurück, so daß das Klebband (9) unterhalb der bereits isolierten Spule (8) zu liegen kommt, und der Anpresskopf (2) drückt/klebt das Klebband (9) teilweise an den Umfang der isolierten Spule (8).
Position G
Die Spule (8) dreht sich in Pfeilrichtung gegen die Federkraft des Anpresskopfes (2) und des Gleitstückes (6) und wickelt das Klebband (9) um etwa 360° und fixiert das Ende des Isolierbandes (15) an der Spule (8) und gleichzeitig trennt das Messer (3) im geringen Abstand zur Spule (8) das Klebband (9) ab, und das überragende Klebbandende (9′) wird durch Weiterdrehen an die isolierte Spule (8) angewickelt.
Demnach wird gemäß Fig. 2 ein klebfreies Isolierband (15) mit zwei Klebbandenden (9′) auf die Spulenwicklung schrittweise aufgebracht.
Eine vorteilhafte Variante ergibt sich gemäß Fig. 3 mit einer Isoliervorrichtung, bei der sowohl das Klebband (9) als auch das klebfreie Isolierband (15) von einer Seite der Vorrichtung zugeführt, zusammengeklebt und auf die Spulenwicklung gemeinsam kontinuierlich aufgebracht werden.
Die in den beiden Fig. 1 und Fig. 3 identischen Teile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Zum Unterschied zu Fig. 1 ist anstatt des Gegenhalters (3) mit dem federnd angeordneten Gleitstück (6) für das klebfreie Isolierband (15) ein zweiter Anpresskopf (18) mit Messer (4) vorgesehen, der vertikal verschiebbar und zusätzlich schwenkbar ausgebildet ist und außer der Auflagefläche auch eine Gleitfläche (18′) aufweist. Das klebfreie Isolierband (15) wird analog zum Anpresskopf (2) auf der Auflagefläche des Anpresskopfes (18) angesaugt gehalten (nicht dargestellt). Die Klebband-Zuführung ist mit Fig. 1 identisch. Das klebfreie Isolierband (15) wird derart von der Vorratsrolle (16) abgezogen und zu den Anpressköpfen (2, 18) geführt, daß das Isolier­ band (15) oberhalb in Abstand zum Klebband (9) zu liegen kommt.
Es könnten auch mehrere klebfreien Isolierbänder verwendet werden, indem die Bänder von mehreren Vorratsrollen abgezogen und - wie beispielsweise für zwei von Vorratsrollen (16, 16′) zugeführte klebfreie Isolierbänder (15, 15′) - zu den entsprechenden Anpressköpfen (18, 19) mit Gleitflächen (18′, 19′) sowie mit Messern (4, 4′) und Rücklaufsperrollen (17, 17′) strichliert dargestellt ist. Eine derartige Ausführung der Isoliervorrichtung ermöglicht kombinierte Isolierungen, beispielsweise Kunststoff-/Metall-Bänder einzusetzen. Man kann auch, vorzugsweise bei Fertigungsstraßen, wo die Spulen von einer zu anderen Station beliebig transportiert werden können, beispielsweise für die Zwischenisolation nur das Isolierband (15) und nach zu Ende gefertigter Wicklung das Isolierband (15′) als Deckisolation auf die Spule (8) aufbringen, wobei die Isolierbänder (15, 15′) aus unterschiedlichen Materialien wie Kunststoff, Metall oder Papier bestehen können.
Die Betriebsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 3 erfolgt in den einzelnen Verfahrensschritten nach Fig. 4, 4a:
Position A
Das von der ersten Vorratsspule (10) abgezogene einseitig klebende Klebband (9) sowie das von der zweiten Vorratsspule (16) abgezogene klebfreie Isolierband (15) werden in den Bereich einer bereits bewickelten elektrischen Spule (8) in die Ausgangslage gebracht und saugend an den entsprechenden Auflageflächen der Anpressköpfe (2, 18) festgehalten, wobei das Klebband (9) mit seiner Klebfläche gegenüber sowohl der Spule (8) als auch dem klebfreien Isolierband (15) zu liegen kommt.
Position B
Der Anpresskopf (2) fährt gegen die Spule (8) und drückt/klebt das Klebband (9) teilweise an den Umfang der Spulenwicklung der Spule (8); nachfolgend dreht sich die Spule (8) in Pfeilrichtung gegen die Kraft des pneumatisch wirkenden Anpresskopfes (2), und nach Erreichen einer Drehung von etwa 270° schwenkt der zweite Anpress­ kopf (18) mit dem saugend gehaltenen klebfreien Isolierband (15) gegen die Klebfläche des am Anpresskopf (2) ebenfalls saugend gehaltenen Klebbandes (9) und das Klebband (9) wird mit dem klebfreien Isolierband (15) kontinuierlich zusammengeklebt.
Position C
Die Spule (8) dreht sich in Pfeilrichtung weiter, wobei gleichzeitig der erste Anpresskopf (2) in die Schneidposition seitlich versetzt und der zweite Anpresskopf (18) in die Schneidposition geschwenkt wird, so daß das klebfreie Isolierband (15) über die Gleitfläche (18′) abläuft und das Messer (4) nach vorbestimmter Länge das Isolierband (15) abtrennt.
Position D
Der Anpresskopf (18) für das Isolierband (15) schwenkt in seine Ausgangslage zurück und die Spule (8) dreht sich weiter bis das klebfreie Isolierband (15) vollständig auf der Spule (8) aufge­ wickelt ist und ein über die Spule (8) ragendes Klebbandende (9′) vorliegt, welches durch das Messer (3) abgetrennt und durch Weiterdrehen der Spule (8) an diese angelegt wird, wodurch das Isolierband (15) auf der Spule (8) fixiert wird.
Bei Verwendung von mehreren, beispielsweise zwei klebfreien Isolierbändern (15, 15′) kommt gemäß Fig. 3 und 4b ein zusätzlicher Anpresskopf (19 - strichliert dargestellt) wie bereits erwähnt zum Einsatz. Die entsprechenden Verfahrensschritte sind weitgehend mit der beschriebenen Betriebsweise gemäß Fig. 4 identisch, wobei in der Regel zuerst das von der Vorratsrolle (16′) abgezogene Isolierband (15′) dem Anpresskopf (19) zugeführt und an das Kleb­ band (9) angedrückt/geklebt und durch Drehen der Spule (8) so eingezogen wird, daß die zum Ankleben beider Isolierbänder (15, 15′) an das Klebband (9) erforderliche Überlappung (a - Fig. 4b) der Isolierbänder (15, 15′) zueinander relativ gering ist.
Das Verfahren und die Vorrichtungen sind auf Isolierungen von Wicklungen elektrischer Spulen nicht beschränkt. So könnten auch andere zylindrische Körper mit beliebigem Querschnitt auf diese Weise isoliert werden. Das oder die klebfreien Isolierbänder können zusammen mit dem Klebband auch zwischen die einzelnen Wicklungs­ schichten dieser Körper eingelegt werden.

Claims (10)

1. Verfahren zum Aufbringen eines klebfreien Isolierbandes (15) auf die Wicklung einer elektrischen Spule (8), insbesondere als Zwischen-, Deck- und/oder Abschirmisolation, dadurch gekennzeichnet, daß von einer ersten Vorratsrolle (10), wie an sich bekannt, ein einseitig klebendes Klebband (9) abgezogen, auf die Spule aufgebracht und unter Belassen eines freien Endes (9′) abgetrennt wird, und daß von mindestens einer zweiten Vorratsrolle (16, 16′) mindestens ein klebfreies Isolierband (15, 15′) abgezogen und an das Klebbandende (9′) angeklebt und nachfolgend mit einer vorbestimmten Anzahl von Umwicklungen auf die Spule aufgewickelt wird, und daß dann das Klebband (19) wiederum zugeführt und an das Isolierband (15, 15′) angeklebt wird, und daß durch weiteres Drehen der Spule das zuvor abgetrennte Klebbandende mit der Spule verklebt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das klebfreie Isolierband (15, 15′) mit zwei angesetzten Klebbandenden (9′) auf die Spulenwicklung schrittweise aufgebracht wird.
3. Verfahren zum Aufbringen eines klebfreien Isolierbandes (15) auf die Wicklung einer elektrischen Spule (8), insbesondere als Zwischen-, Deck- und/oder Abschirmisolation, dadurch gekennzeichnet, daß von einer ersten Vorratsrolle (10), wie an sich bekannt, ein einseitig klebendes Klebband (9) abgezogen und mit einem Ende auf die Spule aufgebracht wird, und daß von mindestens einer zweiten Vorratsrolle (16, 16′) mindestens ein klebfreies Isolierband (15, 15′) abgezogen und an das Klebband angeklebt und mit diesem gemeinsam auf die Spule aufgewickelt und nach vorbestimmter Länge abgetrennt und völlig auf die Spule aufge­ wickelt wird, und daß bei weiterer Drehung der Spule ein überstehend abgetrenntes Klebbandende (9′) an der Spule fixiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren klebfreien Isolierbändern (15, 15′) diese gegeneinander versetzt am Klebband (9) angeklebt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das klebfreie Isolierband (15, 15′) zusammen mit dem Klebband (9) durchgehend auf die Spulenwicklung kontinuierlich aufgebracht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als klebfreie Isolierbänder (15, 15′) Kunststoff-, Metall- oder Papierbänder verwendet werden.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Anpresskopf (2), der zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung bewegbar ist und einen in der Arbeits­ stellung zum Zusammenwirken mit der Spule (8) bestimmten Gegen­ halter (5) für das einseitig klebende Klebband (9) aufweist, wobei der Anpresskopf (2) horizontal verschiebbar ist und das von einer Vorratsrolle (10) abgezogene und über eine Einrichtung zur Zugentlastung (11) geführte und auf einer Auflagefläche des Anpresskopfes (2) saugend gehaltene Klebband (9) nachzieht sowie zum Trennen des Klebbandes (9) ein Messer (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpresskopf (2) eine weitere Auflagefläche zur Aufnahme eines von einer zweiten Vorratsrolle (16) direkt zum Anpresskopf (2) abgezogenen klebfreien Isolierbandes (15) sowie ein zweites Messer (4) zum Trennen des Isolierbandes (15) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung von Klebband (9) und klebfreien Isolierband (15) zum Anpresskopf (2) von gegenüberliegenden Seiten her erfolgt.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3 bis 5, mit einem ersten Anpresskopf (2), der zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung bewegbar ist, wobei der Anpresskopf (2) horizontal verschiebbar ist und das von einer Vorratsrolle (10) abgezogene und über eine Einrichtung zur Zugentlastung (11) geführte und auf einer Auflagefläche des ersten Anpresskopfes (2) saugend gehaltene Klebband (9) nachzieht, sowie zum Trennen des Klebbandes (9) ein Messer (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zweiter Anpresskopf (18; 18, 19) oberhalb und gegen den ersten Anpresskopf (2) gerichtet angeordnet ist und jeweils eine Auflage­ fläche (18′′) zur Aufnahme eines von mindestens einer Vorratsrolle (16; 16, 16′) direkt zum Anpresskopf (18; 18, 19) abgezogenen klebfreien Isolierbandes (15; 15, 15′) sowie ein Messer (4; 4, 4′) zum Trennen des Isolierbandes (15; 15, 15′) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anpresskopf (18, 19) derart schwenkbar angeordnet ist, daß in einer Abtrennposition eine Gleitfläche (18′, 19′) an die Stelle der Auflagefläche (18′′, 19′′) geschwenkt wird.
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