DE3927556C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Abisolieren von dünnen, mit hochwarmfestem Lack isolierten Drähten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abisolieren von dünnen, mit hochwarmfestem Lack isolierten Drähten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und auf die zugehörige Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit auf den Drahtdurchmesser zustellbaren rotierenden Werkzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 5. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind Gegenstand des Hauptpatentes Nr. 38 06 170.

Das Durchlaufabisolieren von lackisolierten Runddrähten ist bekannt. Speziell in der DE 35 15 223 A1 wird eine diesbezügliche Vorrichtung mit wenigstens drei von einem gemeinsamen Antrieb mit Drehwelle und damit verbundenen Werkzeugträgern aktivierbaren und um den Draht rotierenden spanabhebenden Werkzeugen beschrieben, wobei die Drehwelle Schwenklager für die Werkzeugträger aufweist, über welche die Werkzeuge auf den Drahtdurchmesser zugestellt werden können. Mit dieser bekannten Vorrichtung soll das Abisolieren von Drähten bis etwa 0,2 mm Durchmesser möglich sein, wobei aufgrund der konstruktiven Ausbildung der Werkzeugträger eine Zustellbarkeit von ±2 µm gewährleistet ist.

Bei dünneren lackisolierten Drähten kann die vorbekannte Vorrichtung mit spanabhebenden Werkzeugen nicht mehr sinnvoll eingesetzt werden. Für derartige Lackdrähte, insbesondere im Bereich von 200 µm und darunter, müssen andere Bearbeitungstechnologien angewandt werden.

Gemäß dem Hauptpatent Nr. 38 06 170 erfolgt das Abisolieren von lackisolierten Drähten, bei dem der Draht zwischen zustellbaren Werkzeugen hindurchbewegt wird, dadurch, daß der Draht abrasive Körper mit Querausdehnung als rotierende Werkzeuge, die gegenläufig um je eine Körperachse rotieren, durchläuft und daß der Draht beim Durchlaufen der rotierenden Werkzeuge eine Lateralbewegung zwischen den abrasiven Körpern ausführt. Vorzugsweise führt dabei der Draht beim Durchlaufen der rotierenden Werkzeuge eine Oszillationsbewegung aus, wobei Amplitude und Frequenz der Oszillationsbewegung vorgegeben sind.

Bei der zugehörigen Vorrichtung mit auf den Drahtdurchmesser zustellbaren rotierenden Werkzeugen sind die Werkzeuge walzenförmige Körper, die gegenläufig um ihre Längsachsen rotieren, wobei die Walzenbreiten die maximale Lateralbewegung oder Oszillationsamplitude des Drahtes bestimmen.

Das Hauptpatent ist speziell darauf ausgerichtet, einerseits dünnste Drähte und andererseits eine Mehrzahl von Drähten gleichzeitig abisolieren zu können. Es besteht aber auch das Bedürfnis, die dort vorgeschlagene Technologie auf ein größeres Durchmesserspektrum, und zwar insbesondere im Bereich von 0,02 mm bis 3 mm, anwenden zu können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Verfahren des Hauptpatentes Nr. 38 06 170 derart weiterzuentwickeln, daß lackisolierte Drähte, die insbesondere zum Wickeln von Spulen verwendet werden, über das gesamte anfallende Durchmesserspektrum mit dem dort vorgeschlagenen Durchlaufverfahren bearbeitet werden können. Weiterhin soll eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden, die sich problemlos insbesondere in vorhandene Wickelautomaten integrieren läßt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Verfahren gemäß dem Hauptpatent Nr. 38 06 170 die abrasiven Körper zusätzlich eine Schwenkbewegung um den Draht ausführen. Dabei kann der Schwenkwinkel der abrasiven Körper so groß gewählt werden, daß jeweils eine vollständige Bearbeitung des Drahtes über den gesamten Umfang gewährleistet ist. Konkret bedeutet dies, daß die Schwenkbewegung einen Winkel von wenigstens ±45°, vorzugsweise ±60°, umfaßt.

Es wird nunmehr also vorgeschlagen, die Lateralbewegung des Drahtes gegenüber den abrasiven Körpern mit einer Schwenkbewegung der abrasiven Körper um den Draht zu kombinieren. Dazu wird vorzugsweise die relative Lateralbewegung in Form einer Oszillationsbewegung der abrasiven Körper in Richtung ihrer Querausdehnung realisiert.

Bei einer Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist den gemäß dem Hauptpatent Nr. 38 06 170 ausgebildeten Werkzeugen eine gemeinsame Schwenkeinrichtung zum Schwenken der walzenförmigen Körper um eine zu ihren Rotationsachsen senkrechte Achse zugeordnet. Zur Ausführung der Oszillationsbewegung ist weiterhin eine gemeinsame Verschiebeeinrichtung für die Werkzeuge vorhanden.

In vorteilhafter Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die walzenförmigen Körper jeweils einen eigenen Drehantrieb auf. Letzterer kann jeweils unmittelbar neben dem walzenförmigen Körper angeordnet und mit ihm über einen Zahnriemen verbunden sein. Vorzugsweise sind die beiden walzenförmigen Körper mit dem jeweils zugehörigen Drehantrieb an Tragelementen mit Drehlagern für die zentrische Zustellung der walzenförmigen Körper zum Draht angebracht. Dabei können in den Drehlagern Wellen als Führungselemente für die Verschiebeeinrichtung eingebracht sein.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden in vorteilhafter Weise die walzenförmigen Werkzeuge einschließlich ihrer Drehantriebe ein kompaktes Modul zur Integration in eine Wickelmaschine. In dem Modul wird der Draht zum Durchlauf geführt, wobei das Modul mit den Werkzeugen relativ zum Draht verschwenkbar und verschiebbar ist.

Es hat sich gezeigt, daß mit dem nun vorgeschlagenen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung Drähte im gesamten, für die Herstellung von Präzisionsspulen interessierenden Durchmesser­ bereich bearbeitet werden können. Auch bei Drähten <0,3 mm Durchmesser kann das Verfahren noch angewandt werden, sofern der Schwenkwinkel entsprechend gewählt bzw. vorgegeben wird.

Mit der Erfindung wird aber nicht nur der anwendbare Durch­ messerbereich der abzuisolierenden Drähte vergrößert; es konn­ ten auch die bisher erreichbaren Bearbeitungsgeschwindigkeiten wesentlich erhöht werden. Insbesondere bei der mechanisierten Herstellung von Präzisionsspulen in Wickelautomaten ergeben sich dadurch erhebliche Verbesserungen und Einsparungsmöglich­ keiten.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Abisoliermodul mit einer zuge­ hörigen Schwenkeinrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Abisoliermoduls,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung längs der Linie III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 eine Schnittdarstellung längs der Linie IV-IV in Fig. 2.

Bei der nachfolgenden Beschreibung wird ausdrücklich auf die Hauptpatentanmeldung, insbesondere auf die Beschreibung der dortigen Fig. 1 und 2, Bezug genommen. Zur Abgrenzung gegen­ über der Hauptpatentanmeldung werden in vorliegender Figurenbe­ schreibung 100er Bezugszeichen verwendet.

In der Figurenbeschreibung der Hauptpatentanmeldung ist erläu­ tert, daß zwei Walzen aus abrasivem Material, beispielsweise aus schräggeschichteter Glasfaser, zwischen denen ein Lackdraht hindurchläuft, gegenläufig um ihre Drehachsen rotieren. Dadurch ergibt sich die Wirkung an der Bearbeitungsstelle am Umfang der Walzen in gleiche Richtung, so daß auf den durchlaufenden Draht nur in eine Richtung Kräfte einwirken. Zur Vermeidung eines unerwünschten Abtrages des abrasiven Materials der Walzen beim Abisolieren des Drahtes wird bei der Hauptpatentanmeldung vor­ geschlagen, den Draht einer Oszillationsbewegung zu unterwer­ fen, so daß er jeweils an unterschiedlichen Stellen der Walzen durchläuft. Die Amplitude b der Oszillationsbewegung ist dabei durch die vorhandene Walzenbreite B vorgegeben.

Die Oszillationsbewegung erfolgt beim Hauptpatent als Lateral­ bewegung des Drahtes. Eine entsprechende Relativbewegung zwi­ schen Draht und walzenförmigen Körpern läßt sich in gleicher Weise durch eine lineare, periodische Hin- und Herbewegung der walzenförmigen Körper in Richtung ihrer Drehachsen erreichen. Insbesondere in Verbindung mit Wickelautomaten, bei denen der vertikal geführte Wickeldraht auf den Wickeldorn aufläuft, läßt sich die Oszillation des gesamten Moduls häufig leichter reali­ sieren als die Oszillation des Drahtes über entsprechende Füh­ rungseinrichtungen.

In Fig. 1 sind auf einer Grundplatte 50 kinematisch bewegbar ein Modul 100 zum Abisolieren eines durchlaufenden Drahtes 10 mit einer zugehörigen Schwenkeinrichtung 200 dargestellt. Das Modul 100 zum Abisolieren wird weiter unten anhand der Fig. 2 bis 4 im einzelnen beschrieben. Es umfaßt zwei walzenförmige Körper als Werkzeuge, die jeweils um ihre Drehachse gegenläufig zueinander rotieren, mit dem zugehörigen Antrieb und eine Ver­ schiebeeinrichtung 140. Damit führen die walzenförmigen Körper eine Hin- und Herbewegung längs ihrer gemeinsamen Berührungs­ linie, also parallel zu ihren Drehachsen durch, was einer Oszillation und damit einer Lateralbewegung des Drahtes 10 gegenüber der wirksamen Arbeitsfläche der Werkzeuge gleich­ kommt. Der Draht 10 wird in senkrechter Richtung zur Papier­ ebene in einer Hohlwelle 155 geführt, die sich in einer ab­ schließenden Deckplatte 150 des Moduls 100 befindet.

An der Grundplatte 50 ist weiterhin über eine Halterung 205 und ein Gelenk 206 ein Druckluftzylinder 210 angebracht, dessen Kolbenstange 211 am vorderen Teil 212 exzentrisch an die Deck­ platte 150 des Moduls 100 angelenkt ist. Es wird somit eine Schwenkeinrichtung 200 für das Abisoliermodul 100 realisiert. Durch abwechselnde Vor- und Rückbewegung der Kolbenstange 211 kann daher das gesamte Modul um den Mittelpunkt der Hohlwelle 155, d. h. um den durchlaufenden Draht 10, geschwenkt werden. Es sind Schwenkwinkel von 45° und mehr einstellbar.

Den konkreten Aufbau des Moduls 100 zum Abisolieren zeigt Fig. 2. An zwei Tragelementen 110 und 120 sind in etwa spiegelbild­ lich zueinander zwei walzenförmige Körper 101 und 102 als Werk­ zeuge mit zugehörigen Drehantrieben 111 und 112 angeordnet. Die Tragelemente 110 und 120 sind in Drehpunkten 121 und 122 gela­ gert, so daß ein gemeinsames Schwenklager gebildet wird. An den Drehpunkten 121 und 122 sind Zahnradsegmente 123 und 124 befe­ stigt, die ineinandergreifen und somit eine zentrische Zustel­ lung der Halteelemente 110 und 120 mit den walzenförmigen Kör­ pern 101 und 102 auf einen Draht gewährleisten. Hierfür ist ein Druckkolben 125 mit Gegenanschlag 126 vorhanden, wobei zur Ge­ genspannung an den Werkzeugen eine Druckfeder 127 mit An­ schlagselement 128 angebracht ist. Die Tragelemente 110 und 120 sind in ein Gehäuse 130 eingebracht, welches die Verschie­ beeinrichtung 140 beinhaltet, die in den Drehpunkten 121 und 122 geführt ist und weiter unten anhand Fig. 4 im einzelnen beschrieben wird.

Aus der Schnittdarstellung der Fig. 3 ist ersichtlich, daß die als Werkzeuge ausgebildeten walzenförmigen Körper 101 und 102 zur Rotation jeweils auf einer Drehachse 103 aufgebracht sind, welche rückseitig zweifach in Kugellagern 104 und 105 im Trag­ element 110 bzw. 120 gelagert ist. Entsprechend ist darüber der zugehörige Antrieb 111 bzw. 112 mit jeweiliger Drehachse 113 angeordnet. Auf den Drehachsen 103 und 113 sind Antriebsritzel 106 bzw. 116 aufgesteckt, die über einen Zahnriemen 115 mitein­ ander verbunden sind.

Das die Tragelemente 110 und 120 für die Werkzeuge aufnehmende Gehäuse 130 ist in Fig. 3 an einem Horizontalausleger 300 an­ gebracht, der über eine nicht dargestellte Haltevorrichtung mit der Grundplatte 50 gemäß Fig. 1 verbunden ist. Das Gehäuse 130 nimmt die Hohlwelle 155 auf, die in den Flansch 150 einge­ setzt ist. Daran ist die Kolbenstange 111 des Druckzylinders 110 für die Schwenkbewegung gemäß Fig. 1 exzentrisch befe­ stigt.

Im Gehäuse 130 sind in Querrichtung durch die Drehlager 121 und 122 parallele Wellen 141 und 142 als Führungselemente einge­ bracht, auf denen die Tragelemente 110 und 120 mit den Werkzeu­ gen hin- und herbewegbar sind, wodurch die Oszillationsbewegung realisiert wird. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß seitlich am Gehäuse 30 ein Druckluftzylinder 145 angeordnet ist, in dem eine Kolbenstange 146 mit Schubkolben 147 linear bewegbar ge­ führt ist. Auf der Gegenseite ist die Kolbenstange 145 über einen Stellring 148 mit den Tragelementen 110 und 120 verbun­ den. Durch abwechselnde Druckbeaufschlagung vor und hinter dem Kolben 146 wird somit die Hin- und Herbewegung der Werkzeugan­ ordnung ausgeführt, wobei gleichermaßen die Schwenkbewegung um den Draht 10 erfolgen kann.

Bei vorstehendem Ausführungsbeispiel werden die Schwenkbewegung des Moduls 100 einerseits und Oszillationsbewegung der Trag­ elemente 110 und 120 andererseits, die beide simultan für die gesamte Werkzeuganordnung erfolgen müssen, durch separate pneumatische Antriebe realisiert. Es ist auch möglich, einen gemeinsamen elektrischen Antrieb zu verwenden, von dem über mechanische Hilfsmittel, beispielsweise Kurvenscheiben oder dergleichen, die entsprechenden Bewegungen übertragen werden. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn das Modul mit der Werkzeuganordnung - gegebenenfalls auch mehrere nebenein­ ander - in einen Wickelautomaten unmittelbar vor den Wickelkopf eingebaut werden soll und aus diesem Grunde kleingehalten wer­ den muß.

Claims (16)

1. Verfahren zum Durchlaufabisolieren von dünnen, mit hochwarmfestem Lack isolierten Drähten, bei dem der Draht zwischen zustellbaren rotierenden Werkzeugen hindurchbewegt wird, wobei der Draht abrasive Körper mit Querausdehnung als rotierende Werkzeuge, die gegenläufig um je eine Körperachse rotieren, durchläuft und wobei der Draht beim Durchlaufen der rotierenden Werkzeuge eine Lateralbewegung zwischen den abrasiven Körpern ausführt, gemäß Hauptpatent Nr. 38 06 170, dadurch gekennzeichnet, daß die abrasiven Körper (101, 102) zusätzlich eine Schwenkbewegung um den Draht (10) ausführen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel der abrasiven Körper (101, 102) so groß gewählt wird, daß eine vollständige Bearbeitung des Drahtes (10) über den gesamten Umfang gewährleistet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung der abrasiven Körper (101, 102) einen Winkel von wenigstens ±45°, vorzugsweise ±60°, umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lateralbewegung des Drahtes (10) durch eine Oszillationsbewegung der abrasiven Körper (101, 102) in Richtung ihrer Querausdehnung realisiert wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 4, mit auf den Drahtdurchmesser zustellbaren rotierenden Werkzeugen, die als walzenförmige Körper ausgebildet sind, die gegenläufig um ihre Längsachsen rotieren, wobei die Walzenbreite die maximale Lateralbewegung oder Oszillationsamplitude des/der durchlaufenden Drahtes/Drähte bestimmen, gemäß Hauptpatent Nr. 38 06 170, dadurch gekennzeichnet, daß den Werkzeugen eine gemeinsame Schwenkeinrichtung (200) zum Drehen der walzenförmigen Körper (101, 102) um eine zu ihren Rotationsachsen senkrechte Achse zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausführung der Oszillationsbewegung für die walzenförmigen Körper (101, 102) eine gemeinsame Verschiebeeinrichtung (140) für die Werkzeuganordnung vorhanden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die walzenförmigen Körper (101, 102) jeweils einen eigenen Drehantrieb (111, 112) aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehantrieb (111, 112) jeweils unmittelbar neben dem walzenförmigen Körper (101, 102) angeordnet und mit ihm über einen Zahnriemen (115) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden walzenförmigen Körper (101, 102) mit dem jeweils zugehörigen Drehantrieb (111, 112) an miteinander gekoppelten Drehlagern (121, 122) für eine zentrische Zustellung der walzenförmigen Körper (101, 102) zum Draht (10) angebracht sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Drehlagern (121, 122) Wellen (141, 142) als Führungselemente für die Verschiebeeinrichtung (140) eingesetzt sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die walzenförmigen Werkzeuge (101, 102) einschließlich ihrer Drehantriebe (111, 112) ein kompaktes Modul zur Integration in eine Wickelmaschine für Spulen bilden, in dem der Draht (10) geführt und das relativ zum Draht (10) schwenkbar und linear verschiebbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung (200) an der Oberseite (150) des Moduls (100) angreift.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung (200) aus einem einer Halterungsvorrichtung (205) parallel geschalteten Druckluftzylinder (210) besteht, dessen Kolbenstange (211) exzentrisch am Gehäuse (130) des Moduls (100) angelenkt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinrichtung (140) für die walzenförmigen Körper (101, 102) durch einen beidseitig mit Druckluft beaufschlagbaren Schubkolben (145 bis 147) gebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubkolben (146) auf einer Kolbenstange (147) innerhalb eines Druckluftzylinders (145) geführt ist, wobei die Kolbenstange (147) über einen Stellring (148) mit den Tragelementen (110, 120) für die Werkzeuganordnung verbunden ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung (200) einerseits und die Verschiebeeinrichtung (140) andererseits einen gemeinsamen elektrischen Antrieb haben, dem mechanische Hilfsmittel zur Bewegungsübertragung, wie Kurvenscheiben oder dergleichen, zugeordnet sind.