DE4412409A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Litzen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Litzen aus Kupferdraht und dergleichen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern einer Vorrichtung zur Herstellung von Litzen und derglei­ chen.

Zur Herstellung von flexiblen elektrischen Leitungen, wie sie in allen Bereichen der Industrie Verwendung finden, werden üblicherweise Kupferdrähte mit relativ geringem Durchmesser zu einer Litze verarbeitet, die dann mit einem elektrisch isolierenden Material umhüllt wird. Die Her­ stellung dieser Litzen erfolgt üblicherweise in einer Dop­ pelschlagverlitzmaschine. Die Erfindung wird deshalb in bezug auf eine derartige Doppelschlagverlitzmaschine be­ schrieben. Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Anwendung der Erfindung nicht auf eine Doppel­ schlagverlitzmaschine selbst begrenzt ist, sondern auch auf andere ähnlich arbeitende Verlitz- und Verseilmaschi­ nen Anwendung finden kann. Weiterhin kann die Erfindung auch verwendet werden, um nicht aus Kupfer bestehende Ma­ terialien zu einer Litze oder einem litzenähnlichen Gegen­ stand zu verarbeiten.

Eine Vorrichtung zur Herstellung von Litzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist mit der DE 35 00 949 C2 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Vorrichtung, die als Doppelschlagverlitzmaschine ausgebildet ist, ist ein Rotor mit zwei Rotorbügeln vorgesehen, der derart drehbe­ weglich gelagert ist, daß er sich um eine horizontale Längsachse drehen kann. Der Rotor wird über einen Motor angetrieben. Innerhalb des Rotors ist ein Spulenträger gelagert, in dem eine Spule drehbar angeordnet ist. Diese Spule wird über einen zweiten Motor, der außerhalb des Rotors angeordnet ist, in Rotation versetzt. Die Drehbewe­ gung des Motors wird dabei über ein Getriebe auf die Spule übertragen. Auf diese Spule wird die fertiggestellte Litze aufgewickelt. Zum Auflegen auf die Spule wird eine Verle­ geeinrichtung verwendet, die eine Gewindespindel aufweist, die parallel zur Drehachse der Spule angeordnet ist. Ein Verlegeelement, üblicherweise eine Verlegerolle, führt die fertiggestellte Litze auf die Spule und wird dabei paral­ lel zur Spulenlängsachse hin- und herbewegt, so daß die Litze gleichmäßig auf die Spule aufgewickelt wird. Der Antrieb der Verlegeeinrichtung ist kinematisch fest mit der Drehbewegung der Spule gekoppelt, so daß einer be­ stimmten Umdrehungszahl der Spule ein bestimmter Verschie­ beweg des Verlegeelements zugeordnet ist.

Mit der EP 0 563 905 A1 ist eine weitere Vorrichtung zur Herstellung einer Litze bekannt geworden, wobei dort in­ nerhalb des Rotors eine Wickelspule verwendet wird, deren Drehachse quer zur Drehachse des Rotors ausgerichtet ist. Diese Wickelspule wird durch einen Motor angetrieben, der am Spulenträger befestigt ist. Auch hier ist eine Ver­ legeeinrichtung vorgesehen, die kinematisch mit der Dreh­ bewegung der Wickelspule gekoppelt ist.

Obwohl diese bekannten Vorrichtungen sehr zufriedenstel­ lend arbeiten, ergibt sich häufig das Problem, daß das Endprodukt, bestehend aus Spule mit der darauf aufgewic­ kelten Litze, den Bedürfnissen der Weiterverarbeitung nicht genügt.

Weiterhin ergibt sich das Problem, daß es schwierig ist, eine bestimmte Litzenlänge auf die Spule aufzubringen. Dieses ist insbesondere deshalb von Nachteil, da die Lit­ zen häufig gemeinsam mit anderen Litzen weiterverarbeitet werden und dieser Verarbeitungsprozeß dann abgebrochen werden muß, wenn die Spule, die die kürzeste Litzenlänge aufweist, vollständig abgewickelt ist. Die auf den übrigen Spulen befindlichen Restlängen müssen dann abgewickelt und als Abfall entsorgt werden.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Litzen zu schaffen, die die Möglichkeit der Weiterverar­ beitung verbessert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren ist Gegenstand des Anspruches 14.

Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Die Erfindung schlägt vor, die Verlegeeinrichtung mit einer separaten Antriebseinrichtung zu versehen, die die bisher übliche kinematische Kopplung zwischen der Drehbe­ wegung und der Spule und der translatorischen Bewegung des Verlegeelementes aufhebt. Weiterhin schlägt die Erfindung vor, die Drehbewegung der Spule über einen Drehzahlgeber zu erfassen und dieses Signal einer Steuereinrichtung zu­ zuführen. Diese Steuereinrichtung weist einen Programm­ speicher auf, in dem ein oder mehrere Programme abgespei­ chert sind, nach denen das Verlegeelement in Abhängigkeit von der Drehbewegung der Spule gesteuert werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet wesentliche Vorteile gegenüber den im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen.

Bei den bekannten Vorrichtungen verläuft das Verlegeele­ ment in fester kinematischer Kopplung parallel zur Dreh­ achse der Spule. Damit ist das Wickelbild der auf die Spu­ le aufzubringenden Wicklungen fest vorgegeben, so daß nur durchgehende, zur Zylinderachse parallele Lagen gewickelt werden können.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird es für den Ver­ wender möglich, auf der Spule beliebige Wickelbilder zu erzeugen, so daß er die Spule in der Weise bewickeln kann, wie dies für den weiteren Verarbeitungsablauf optimal ist.

Weiterhin ist der Verwender der bekannten Verlitzmaschinen dazu gezwungen, Spulen zu verwenden, bei denen der Spulen­ kern, auf den die Wicklungen aufgelegt werden, zylindrisch gestaltet ist.

Tatsächlich sind zylindrische Spulen für die Weiterverar­ beitung und insbesondere auch für den Transport häufig ungünstig. Es werden deshalb in der Technik oftmals Spulen verwendet, die einen konischen Wickelkern haben oder bei denen zumindest ein Flansch eine sich konisch erweiternde Innenfläche aufweist. Die Verarbeitung solcher Spulen ist mit den herkömmlichen Vorrichtungen nicht möglich.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Verwender die Form der Spule, soweit sie von den Größenabmessungen her in die Maschine paßt, beliebig wählen. Das Programm, mit dem die Verlegeeinrichtung gesteuert wird, kann in einfacher Weise an die jeweilige Spulenform angepaßt wer­ den, so daß der Hersteller mit einer Vorrichtung alle Wün­ sche hinsichtlich der Spulenform abdecken kann.

Das Verlegeelement kann weiterhin so gesteuert werden, daß auf den verschiedenen Spulen ein unterschiedliches, den jeweiligen Bedürfnissen der Anwender entsprechendes Wic­ kelbild erzielt werden kann. Dadurch kann den individuel­ len Wünschen der Anwender noch mehr Rechnung getragen wer­ den. Darüber hinaus erlaubt die Verwendung individueller Wickelbilder das vollständige Füllen bei Spulen, die kei­ nen zylindrischen Wickelkern bzw. konische Flansche auf­ weisen.

Die erfindungsgemäße Lösung hat weiterhin Vorteile bezüg­ lich der Genauigkeit, mit der eine bestimmte Länge der Litze auf die Spule aufgebracht werden kann. Bei herkömm­ lichen Vorrichtungen ist es erforderlich, daß die Spule nach dem Erreichen einer bestimmten Länge noch so lange weiter gedreht wird, bis die Verlegeeinrichtung eine be­ stimmte, für den Spulenwechsel geeignete Position er­ reicht. Dadurch werden zusätzliche Längen auf die Spule aufgewickelt, die in vielen Fällen bei der Weiterverarbei­ tung als Abfall entfernt werden müssen. Mit der erfin­ dungsgemäßen Lösung ist es möglich, die Steuerung des Ver­ legeelementes so vorzunehmen, daß es sich nach Erreichen einer bestimmten Litzenlänge in eine bestimmte, zum Spu­ lenwechsel geeignete Position bewegt, ohne daß die Spule selbst noch weiter gedreht wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ein Sensorelement auf, um die Drehzahl der Spule zu erfassen. Das von diesem Sensorelement gelieferte Signal dient als Eingangsgröße für die Steuerung.

Vorzugsweise wird die augenblickliche Stellung des Verle­ geelementes ebenfalls erfaßt und als zusätzliche Größe in die Steuereinheit eingeführt. Damit erhält die Steuerung dann den Charakter einen geschlossenen Regelkreises. Er­ folgt die Bewegung des Verlegeelementes über eine Gewinde­ spindel, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, so kann die augenblickliche Stellung des Verlegeelementes über einen Drehzahlgeber erfaßt werden, der den Drehwinkel der Gewindestange, ausgehend von einer bestimmten Null-Po­ sition, zählt. In diesem Fall kann für den Antrieb des Verlegeelementes ein üblicher Motor verwendet werden, des­ sen Drehzahl in Abhängigkeit der Eingangsgrößen nach dem Programm geregelt wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Bewegung des Verlegeelementes über einen Schritt­ motor gesteuert. In diesem Fall wird ebenfalls vorzugswei­ se eine Gewindestange verwendet, über die das Verlegeele­ ment angetrieben wird. Die jeweils zurückgelegten Schritte des Motors werden in der Steuereinrichtung abgespeichert, so daß die Steuereinrichtung zu jedem Zeitpunkt die aktu­ elle Position des Verlegeelementes berechnen kann.

Abweichend von der vorgenannten Ausführung ist es auch möglich, Geber zu verwenden, die unmittelbar den Weg des Verlegeelementes entlang einer Führungsschiene oder der­ gleichen erfassen.

Bei einem weiteren zu bevorzugenden Ausführungsbeispiel wird das Verlegeelement über einen Linear-Schrittmotor betätigt, wobei sich die aktuelle Position des Verlegeele­ mentes ebenfalls wieder aus der Zahl der jeweils zurückge­ legten Schritte ergibt.

Neben den vorgenannten Gebern bzw. rotierenden oder linea­ ren Schrittmotoren werden weiterhin vorzugsweise Sensoren angeordnet, die ein Signal ausgeben, wenn das Verlegeele­ ment den jeweiligen Endpunkt am ersten oder zweiten Spu­ lenflansch erfaßt. Vorzugsweise ist einer dieser Endpunkte gleichzeitig ein Referenzpunkt, so daß bei Erreichen die­ ses Sensors gleichzeitig auch der Nullpunkt für den Schrittmotor usw. definiert wird.

Die Steuereinrichtung wird bei einer ersten Ausführungs­ form außerhalb der eigentlichen Verlitzmaschine z. B. in einem üblichen Schaltschrank angeordnet. Bei dieser Aus­ führungsform müssen dann aber Einrichtungen vorgesehen sein, um die Signale von den drehenden Teilen der Maschine abzunehmen. Dies kann z. B. mit handelsüblichen Schleifringübertragern oder Quecksilber-Drehübertragern erfolgen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die Steuereinrichtung jedoch unmittelbar am Spulenträger vor­ gesehen. Da der Spulenträger selbst keiner Rotationsbewe­ gung unterworfen ist, können auf diese Weise alle Sensoren unmittelbar mit der Steuereinrichtung verbunden werden. Es muß dann lediglich über Schleifringe die Stromversorgung für die Steuereinrichtung und die Antriebseinrichtung der Verlegeeinrichtung usw. erfolgen. Während an die Qualität der Signalübertragung bei der Übertragung von Meßwerten relativ hohe Anforderungen zu stellen sind, haben gering­ fügige Störungen bei der Übertragung der Versorgungsspan­ nung keinen Einfluß auf die Funktion.

Die Probleme der Übertragung von Steuer- und Meßsignalen können auch dadurch gelöst werden, daß die Übertragung drahtlos von einer Sende/Empfangseinheit außerhalb der Maschine zu einer Sende/Empfangseinheit innerhalb der Ma­ schine erfolgt. In diesem Fall werden die Meßwerte vor­ zugsweise in digitalisierter Form übertragen, wobei ein im Stand der Technik bekanntes Modulationsverfahren, bei­ spielsweise eine Amplituden- oder eine Frequenzmodulation verwendet wird. Um die Übertragung der Meßwerte sicher zu gestalten, sind die Sende/Empfangseinrichtungen dann vor­ zugsweise so beschaffen, daß vor und nach jeder Übertra­ gung von Meß- und Steuerwerten ein Kontrollcode mit über­ tragen wird. Signale werden dann von der jeweils anderen Empfangseinrichtung nur ausgewertet, wenn der Kontrollcode mit einem vorgegebenen Kontrollcode identisch ist. Die Übertragung der Signale kann drahtlos mit Ultraschall, Infrarot oder elektromagnetischen Wellen (Rundfunkwellen) erfolgen. Besonders bevorzugt ist eine Übertragung mittels elektromagnetischer Wellen.

Wie vorstehend ausgeführt, erlaubt es die erfindungsgemäße Vorrichtung, die Spule ohne Beeinträchtigung durch das Verlegeelement zu wechseln, sobald eine vorbestimmte Länge von Litze auf der Spule erreicht ist. Um die Genauigkeit der Länge der aufgespulten Litze weiter zu erhöhen, schlägt die Erfindung außerdem vor, daß das Verlegeelement eine Verlegerolle oder eine Baueinheit mit mehreren Rollen aufweist, und daß die Länge der Litze unmittelbar aus dem Drehwinkel bzw. der Anzahl der Umdrehungen dieser Rollen abgeleitet wird. In diesem Fall ist ein weiterer, mit der Steuereinrichtung verbundener Geber vorgesehen, der die Umdrehungen von zumindest einer Rolle des Verlegeelementes aufnimmt und ein entsprechendes Signal an die Steuerein­ richtung weiterleitet.

Im Stand der Technik werden zur Ermittlung der Litzenlänge Rollensätze verwendet, die vor dem Einlaufen des entspre­ chenden Drahtbündels in die Verlitzmaschine angeordnet sind. Da sich die Länge der fertigen Litze jedoch um eini­ ge Prozent, z. B. 2-3%, von der Länge des einlaufenden Drahtbündels unterscheidet, ist damit keine ganz genaue Feststellung der Länge der fertiggestellten Litze möglich. Indem der Drehwinkel einer Rolle des Verlegeelementes er­ faßt wird, kann die Länge der Litze sehr genau bestimmt und damit das Entstehen von Abfall verhindert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun nachfolgend in bezug auf die Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Verlegeeinrichtung der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Aufsicht auf die Verlegeeinrichtung gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine Teilansicht eines Verlegeelementes des Aus­ führungsbeispiels gemäß den Fig. 1 bis 4 mit zwei Verlegerollen;

Fig. 6 den Aufbau einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 5; und

Fig. 7 eine alternative Gestaltung einer Steuereinrich­ tung zur Steuerung der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 5.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles im einzelnen beschrieben. In dem Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Vorrichtung als Doppelschlag-Verlitz­ maschine verwirklicht. Da der prinzipielle Aufbau und die Funktion einer Doppelschlag-Verlitzmaschine im Stand der Technik bekannt sind, wird nur auf die Teile eingegangen, die für die Erfindung von Bedeutung sind. Zum Aufbau und zur Funktion einer Doppelschlag-Verlitzmaschine wird an­ sonsten auf die bereits genannte DE 35 00 949 C2 und auf die EP 0 563 905 A1 verwiesen, deren Offenbarung hiermit durch diesen Verweis mit zur Offenbarung der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.

Im Maschinengestell 1 der dargestellten Doppelschlag-Ver­ litzmaschine ist der Rotor 2, der bei diesem Ausführungs­ beispiel zwei Rotorbügel aufweist, drehbeweglich gelagert. Der Rotor 2 wird durch einen Motor 3 angetrieben. Der An­ trieb des Rotors erfolgt über einen (in Fig. 1 nicht sichtbaren) Riemenantrieb.

Im Rotor 2 ist drehbeweglich ein Spulenträger 4 gelagert. Der Spulenträger weist zwei Tragbügel 6, 7 auf, in denen die Wickelspule 10 drehbar gelagert angeordnet ist.

Bei der Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 ist eine Wickelspu­ le eingezeichnet, die aus einem zylindrischen Wickelkern besteht, wobei die Zylinderachse gleichzeitig die Drehach­ se der Spule ist und zwei an beiden Enden des zylindri­ schen Kerns angeordneten scheibenförmigen Flanschen 12, 13 aufweist. Scheibenförmig bedeutet, daß die Flansche eine plane, senkrecht zur Rotationsachse des Wickelkerns 11 verlaufende Fläche aufweisen. Diese plane Fläche ist dem Wickelraum, in dem die fertige Litze aufgewickelt wird, zugewandt.

Während in der Doppelschlag-Verlitzmaschine gemäß der DE 35 00 949 C2 die Rotationsachse der Wickelspule parallel zur Drehachse des Rotors liegt, ist die Drehachse der Wic­ kelspule beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 senk­ recht zur Drehachse des Rotors ausgerichtet. Eine Bauweise mit paralleler Drehachse ist aber ebenfalls möglich.

Die Wickelspule wird über einen Motor angetrieben und ro­ tiert, um die Litze aufzuwickeln.

Wie aus der Fig. 2 zu erkennen ist, ist eine Verlegeein­ richtung 20 vorgesehen, die (siehe Fig. 4) zwei parallel zueinander angeordnete Führungsstangen 21, 22 aufweist, durch welche ein Verlegeelement 24 parallel zur Längsachse der Wickelspule 10 geführt ist.

Die Verlegeeinrichtung ist an den Seitenwangen 6, 7 des Spulenträgers befestigt und damit in ihrer räumlichen Po­ sition relativ zum Spulenträger und zur Wickelspule fest­ gelegt.

Das Verlegeelement 24 ist mit einer Lagerung 26 längsver­ schieblich an der zylindrischen Führungsstange 21 gela­ gert.

Die zweite Führungsstange 22 ist als Gewindespindel ausge­ bildet und drehbeweglich mit Wälzlagern 27, 28 im Spulen­ träger gelagert und über eine Spindelmutter 30 mit dem Verlegeelement 24 verbunden. Die Spindelmutter 30 bewirkt, daß sich das Verlegeelement 24 relativ in Längsrichtung zur Gewindespindel 22 verschiebt, wenn diese in Rotation gesetzt wird.

Der Antrieb der Gewindespindel 22 erfolgt über einen Schrittmotor 32, auf dessen Ausgangswelle 33 ein Zahnrad 35 angeordnet ist. Die Drehbewegung dieses Zahnrades 35 wird über einen Zahnriemen 36 auf ein Zahnrad 37 übertra­ gen, welches mittels einer Paßfeder 39 drehfest an der Gewindespindel 22 befestigt ist.

Am Verlegeelement ist, in den Darstellungen gemäß Fig. 3 und Fig. 4 nicht sichtbar, eine oder mehrere Verlegerollen befestigt, über die die Litze geführt ist. Ein Beispiel einer solchen Verlegerollenanordnung ist in Fig. 5 ge­ zeigt, in der zu erkennen ist, wie die Litze L über eine erste Rolle 42 und eine zweite Rolle 43, die jeweils dreh­ beweglich gelagert sind, zur Wickelspule (die in Fig. 5 nicht dargestellt ist) geführt wird.

An einer Stange 50, die parallel zur Führungsstange 21 und Gewindespindel 22 angeordnet ist, ist ein erster Endschal­ ter 52 und zweiter Endschalter 53 vorgesehen. Diese End­ schalter geben ein elektrisches Signal aus, sobald ein am Verbindungselement 24 befestigter Vorsprung 55 in Kontakt mit dem Endschalter kommt.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung, mit der die hier beschriebene Doppelschlag-Verlitzmaschine gesteuert wird, wird nun in bezug auf Fig. 6 beschrieben.

Die insgesamt mit 60 bezeichnete Steuereinrichtung weist eine erste Steuereinheit 61 und eine zweite Steuereinheit 62 auf.

Der ersten Steuereinheit 61 ist eine erste Speicherein­ richtung 63 und der zweiten Steuereinheit 62 ist eine zweite Speichereinrichtung 64 zugeordnet. Beide Speicher­ einrichtungen sind dafür vorgesehen, Programme und Daten zu speichern.

Die erste Steuereinheit 61 ist über ein Interface 70 mit einer Reihe von Gebern verbunden, wobei der erste Geber 71 ein für die Drehzahl der Wickelspule repräsentives Signal dem Interface zuleitet, der zweite Geber 72 ein Signal zuleitet, welches vom Endschalter 52 der Verlegeeinrich­ tung ausgeht, der dritte Geber 73 ein Signal, welches vom Endschalter 53 der Verlegeeinrichtung ausgeht und der vierte Geber 74 ein Signal, welches der Umdrehungszahl einer Verlegerolle des Verlegeelementes entspricht.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Steuereinheit 61 am Spulenträger befestigt und kann deshalb über Kabel­ verbindungen, die schematisch mit durchgezogenen Linien dargestellt sind, mit dem Interface 70 und den einzelnen Gebern verbunden werden.

Die von der Steuereinheit 61 ausgegebenen Steuersignale werden über ein Interface 80 dem Schrittmotor 32 und einer (in den Figuren nicht dargestellten) Spuleneinspann- und -wechseleinrichtung zugeführt.

Die zweite Steuereinheit 62 ist stationär am Maschinenrah­ men 1 der Doppelschlag-Verlitzmaschine angeordnet und emp­ fängt Signale von verschiedenen Gebern, von denen nur als Beispiel das Signal des Gebers 76, welches die Drehzahl des Rotors angibt, in Fig. 6 eingezeichnet ist.

Die Steuereinheit 62 gibt Steuersignale über ein Interface 82 aus, welche beispielsweise zum Antriebsmotor des Rotors und zum Antriebsmotor der Wickelspule geleitet werden. Ist der Wickelmotor unmittelbar im Spulenträger angeordnet, werden seine Steuersignale über das Interface 80 und die Steuereinheit 61 zugeführt.

Die Verbindung zwischen der Steuereinheit 61 und der Steuereinheit 62 erfolgt, wie schematisch durch die ge­ strichelte Linie dargestellt ist, über Schleifringe.

Die Funktion dieses Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Fig. 1 bis 5 ist wie folgt:
Bei Produktionsbeginn oder nach dem Einsetzen einer leeren Spule in den Spulenträger befindet sich das Verlegeelement der Verlegeeinrichtung in einer Endposition ihrer trans­ latorischen Bewegung, was durch den Kontakt eines der Schalter E1 bzw. E2 angezeigt wird. Der Drehzahlzähler für die Verlegerolle 74 ist auf Null gesetzt. Die Motoren M1 und M2 werden gestartet und die Produktion und das Aufwic­ keln der Litze beginnt. Die Steuereinheit 61 gibt entspre­ chend dem gewählten Programm in der Speichereinrichtung 63 Signale an den Schrittmotor 32 aus, wodurch das Verlege­ element parallel zur Spulendrehachse bewegt wird. Dabei wird die Drehzahl der Spule und die Bewegung des Verlege­ elementes derart aufeinander abgestimmt, daß ein vorgege­ benes Wickelbild entsteht, welches nach den Bedürfnissen der Weiterverarbeitung und insbesondere nach der Form der Wickelspule ausgewählt ist. Während des Wickelvorganges kann die Steuereinheit 61 jeweils aufgrund der ausgegebe­ nen und empfangenen Signale berechnen, in welcher Position sich das Verlegeelement befindet. Um ein bestimmtes Wic­ kelbild zu erzeugen, werden während des Verlegevorganges die Endpunkte, in denen das Verlegeelement die Bewegungs­ richtung umkehrt, entsprechend den Vorgaben des Programmes geändert. Dadurch entstehen Wickellagen, deren Länge (par­ allel zur Spulenlängsachse gesehen) unterschiedlich ist. Gleichzeitig oder unabhängig davon kann auch die Steigung der Wickellagen, d. h. der Abstand benachbarter Windungen zueinander, geändert werden.

Die Produktion der Litze und ihre Verlegung auf die Spule wird solange fortgesetzt, bis eine vorgegebene Menge von Litze auf die Spule aufgewickelt worden ist. Diese vorge­ gebene Menge von Litze wird anhand des Programms aus der Umdrehung der Verlegerolle bestimmt. Sobald die vorgegebe­ ne Menge Litze aufgewickelt ist, wird die Verlitzmaschine stillgesetzt und das Verlegeelement durch den Schrittmotor in eine für den Spulenwechsel geeignete Endstellung gefah­ ren. Die Spule wird dann durch eine Spulenwechseleinrich­ tung, wie sie beispielsweise in der EP 0 536 950 A1 be­ schrieben wird, aus dem Spulenträger gehoben und durch eine neue leere Spule ersetzt.

Die in bezug auf die Fig. 6 beschriebene Steuereinrichtung hat den Vorteil, daß die Steuereinheit 61 am Spulenträger selbst befestigt ist. Dadurch können die Signale der ein­ zelnen Geber und die dem Schrittmotor und den Einrichtun­ gen der Spulenwechseleinrichtung zugeführten Signale durch feste Kabelverbindungen übertragen werden. Es ist ledig­ lich erforderlich, daß die Stromzufuhr über die Schleif­ ringe erfolgt.

Der Datenaustausch zwischen der Steuereinheit 61 und der Steuereinheit 62 ist auf wenige Daten beschränkt, die für die Steuerung der Verlitzmaschine erforderlich sind. Diese Daten können auf einfache Weise über Schleifringe übertra­ gen werden.

In einer Alternative zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 kann die Drehzahl des Rotors auch mit einem Geber erfaßt werden, der am Spulenträger angeordnet ist. Bei dieser Variante erhält die Steuereinheit 61 alle für die Steue­ rung der Verlegeeinrichtung relevanten Daten unmittelbar durch Geber, die fest über Kabel mit der Steuereinheit 61 verbunden sind.

Durch diese Bauweise wird ein sehr zuverlässiger Betrieb erreicht, außerdem ist der Aufbau durch diese Bauweise sehr vereinfacht.

Ein alternativer Aufbau der Steuereinrichtung wird nun in bezug auf die Fig. 7 beschrieben. Diese Steuereinrichtung ist in gleicher Weise dazu geeignet, mit dem Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 1 bis 5 verwendet zu werden. Gleiche oder im wesentlichen gleiche Teile sind mit gleichen Be­ zugszeichen und gleichen Symbolzeichen bezeichnet, wie in Fig. 6.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine zentrale Steuer­ einrichtung 85 mit einer Speichereinrichtung 86 verwendet, welche stationär am Maschinenrahmen befestigt ist.

Die Verbindung zu den am Spulenträger angeordneten Gebern 71, 72, 73 und 74 erfolgt über ein Interface 88, und zwar in einer ersten Variante dieses Ausführungsbeispieles über Schleifringdrehübertrager oder Quecksilberdrehübertrager. In entsprechender Weise werden die Signale zum Schrittmo­ tor 32 und zur Spulenwechseleinrichtung über ein Interface 90 durch Schleifringe oder ähnliche Drehübertrager über­ tragen.

Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß der Aufbau der Steuereinheit 85 insgesamt vereinfacht ist. Von Nach­ teil ist jedoch, daß ein relativ hoher Aufwand erforder­ lich ist, um die Daten von den Gebern zum Interface 88 zu übertragen.

Die Verwendung von derartigen Drehübertragern hat nämlich den Nachteil, daß bei Verwendung von preisgünstigen Dreh­ übertragern die Qualität der Übertragung nicht immer zu­ verlässig ist, während die Verwendung von zuverlässigen Gebern zu sehr hohen Kosten führt. In einer weiteren Va­ riante, die sowohl in Verbindung mit dem Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 6 als auch mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 anwendbar ist, schlägt die Erfindung deshalb vor, die Übertragung der Daten drahtlos vorzunehmen. Dazu werden die Daten, soweit sie nicht schon ohnehin digital vorliegen, vorzugsweise digital verschlüsselt, was durch eine Änderung der Frequenz, der Amplitude oder der Phasen­ lage eines Trägersignals geschehen kann. Als Trägersignal kommt ein Ultraschallsendesignal, ein Infrarotsende­ signal, insbesondere aber elektromagnetische Wellen in Frage.

Eine drahtlose Übertragung kann in der Weise angewendet werden, daß, beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7, die Werte der einzelnen Geber, vorzugsweise unter Zwischen­ schaltung eines (in Fig. 7 nicht dargestellten) weiteren Interfaces drahtlos an das Interface 88 übertragen werden, dort demoduliert und als digitale Signale der Steuerein­ richtung 85 zugeführt werden.

Besonders bevorzugt kann die drahtlose Übertragung aber in einer Ausführung verwendet werden, wie sie in Fig. 6 dar­ gestellt ist. Hier werden die Signale der Geber 71, 72, 73, 74 zum Interface 70 übertragen, der Steuereinheit 61 zugeführt und dort digital codiert und über (eine nicht dargestellte) Sende/Empfangseinrichtung einer mit der Steuereinheit 62 verbundenen Sende/Empfangseinrichtung zugeführt. In der Sende/Empfangseinrichtung werden die Signale jeweils moduliert bzw. demoduliert.

Die vorstehend beschriebene Verwendung einer drahtlosen Datenübertragung hat den Vorteil, daß der apparative Auf­ bau der Vorrichtung insgesamt vereinfacht wird. Dem mögli­ cherweise entstehenden Nachteil, der Unsicherheiten einer drahtlosen Datenübertragung, kann durch geeignete Maßnah­ men abgeholfen werden. So kann beispielsweise (beim Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 6) bei jeder Datenübertragung zwischen der Steuereinheit 61 und der Steuereinheit 62 ein n-Bit langes Codesignal mit übertragen werden, welches jeweils vor und nach der Übertragung eines Datenblockes geschaltet wird. Die jeweils empfangende Steuereinheit verarbeitet die empfangenen Daten nur dann weiter, wenn das Codesignal vor und nach der Übertragung des Datenbloc­ kes einwandfrei empfangen und identifiziert worden ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zwar der apparative und programmtechnische Aufwand für die Steuereinrichtung insgesamt erhöht, dafür wird aber der konstruktive Aufbau der Verlitzmaschine insgesamt vereinfacht, da in diesem Fall lediglich eine Stromzuführung zur Energieversorgung zwischen ruhenden und bewegten Teilen erfolgen muß.

Durch die neue Gestaltung der Verlitzmaschine ist es mög­ lich, Spulen zu verwenden, die bislang nicht in Verlitzma­ schinen eingesetzt werden konnten. Als Beispiel für solche Spulen wird auf die in der PCT/EP 93/03404 und der PCT/EP 92/02804 beschriebenen Spulen verwiesen. Diese Anmeldungen zeigen zerlegbare Spulen aus Kunststoff, die auf besonders einfache und zuverlässige Weise zu einer Wickelspule zu­ sammengefügt werden können. Die Verwendung derartiger Spu­ len, insbesondere von Spulen mit konischen Wickelkernen war bislang in Verlitzmaschinen nicht möglich.

Claims (17)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Litzen aus Kupfer­ draht und dergleichen mit
einem Maschinenrahmen (1),
einem im Maschinenrahmen drehbeweglich gelagerten Rotor (2), der über eine erste Antriebseinrichtung (3) antreibbar ist,
einer im Rotor drehbeweglich gelagerten Spulentrag­ einrichtung (4), welche zur Aufnahme einer Spule (10) vorgesehen ist, die mittels einer zweiten Antriebs­ einrichtung (M2) in Rotation versetzbar ist,
einer Verlegeeinrichtung (20), mit einem Verlegeele­ ment (24), welches sich entlang einer Führungsein­ richtung (21, 22) im wesentlichen parallel zur Dreh­ achse dieser Spule bewegt und durch welche die Litze auf die Spule aufgelegt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verlegeeinrichtung (20) mit einer dritten Antriebseinrichtung (32) verbunden ist, durch welche dieses Verlegeelement (24) entlang dieser Führungs­ einrichtung (21, 22) bewegbar ist,
daß eine erste Sensoreinrichtung vorgesehen ist, wel­ che die Umdrehungen dieser Spule erfaßt und
daß eine Steuereinrichtung (60, 85) vorgesehen ist, welche einen Programmspeicher (63, 64, 86) aufweist, die die Bewegung dieses Verlegeelementes (24) entlang der Führungseinrichtung in Abhängigkeit der Drehbewe­ gung der Spule steuert.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Sensor vorgesehen ist, welcher die Position des Verlegeelementes relativ zu dieser Füh­ rungseinrichtung (21, 22) erfaßt.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die dritte Antriebseinrichtung als Schrittmotor (32) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Po­ sitionsgeber vorgesehen ist, der eine vorgegebene Position dieses Verlegeelementes (24) definiert und durch welchen eine Referenzposition für die Bewegung des Verlegeelementes (24) definiert ist.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß diese Verlegeeinrichtung eine drehbare Gewindespindel (22) aufweist, daß an dem Verlegeele­ ment (24) eine Gewindehülse (30) vorgesehen ist, wel­ che im Eingriff mit dieser Gewindespindel (22) steht, und daß die Bewegung dieses Verlegeelementes relativ zur Führungseinrichtung (21, 22) durch eine Rotation dieser Spindel (22) bewirkt wird.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor eine rotierende Ausgangswelle aufweist und daß die Übertragung der Drehbewegung von diesem Schrittmotor (32) auf diese Gewindespindel (22) mittels eines Zahnriemenantriebes (35, 36, 37) erfolgt.

7. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Spulenträger oder an der Verlegeeinrichtung mindestens eine Lauf­ rolle (42, 43) angeordnet ist, über die die Litze geführt ist, und daß diese zumindest eine Laufrolle mit einem Drehwinkelgeber verbunden ist, um, insbe­ sondere zur Erfassung der Länge der zugeführten Lit­ ze, die Umdrehungszahl der Laufrolle zu erfassen.

8. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Steuerein­ richtung (60) eine erste Steuereinheit (61) aufweist, welche an dieser Spulentrageinrichtung (4) befestigt ist, sowie eine zweite Steuereinheit (62), welche stationär am Maschinenrahmen (1) angeordnet ist.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese erste (61) und diese zweite (62) Steuerein­ heit über einen mechanischen Bewegungsübertrager, vorzugsweise einem Schleifringübertrager, verbunden sind.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese erste Steuereinheit (61) und diese zweite Steuereinheit (62) über jeweils eine Sende/Empfangs­ einrichtung drahtlos miteinander verbunden sind, wo­ bei die Übertragung des Signales vorzugsweise durch die Modulation von elektromagnetischen Wellen oder Ultraschallwellen oder Infrarotwellen erfolgt.

11. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich­ tung (85) stationär in bezug auf den Maschinenrahmen (1) angeordnet ist.

12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Signale der Sensoren, die stationär in bezug auf den Spulenträger angeordnet sind, mittels mechanischer Drehübertragungseinrichtungen, vorzugs­ weise über einen Schleifringübertrager, zur Steuer­ einrichtung (85) übertragen werden.

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Signale der stationär zum Spulenträger angeordneten Sensoren drahtlos, vorzugsweise durch die Modulation elektromagnetischer Wellen, Ultra­ schallwellen oder Infrarotwellen zur Steuereinrich­ tung (85) übertragen werden.

14. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte An­ triebseinrichtung als elektrische Antriebseinrichtung ausgestaltet ist und daß die elektrische Energie zum Antrieb dieser Antriebseinrichtung über Schleifringe zugeführt wird.

15. Verfahren zum Steuern einer Vorrichtung zur Herstel­ lung von Litzen, bei welchem die fertiggestellte Lit­ ze über das Verlegeelement einer Verlegeeinrichtung einer rotierenden Spule zugeführt wird, mit folgenden Verfahrensschritten:
Positionieren des Verlegeelementes in einer vorbe­ stimmten Position in bezug auf die Spule;
Rotieren der Spule, um die Litze auf die Spule auf­ zuwickeln;
Ermittlung der Drehzahl der Spule und der Anzahl der erfolgten Umdrehungen der Spule;
Betätigen einer Antriebseinrichtung, um dieses Ver­ legeelement parallel zur Drehachse dieser Spule in eine erste Richtung zu bewegen, wobei die Geschwin­ digkeit, mit der sich das Verlegeelement bewegt, von der Drehzahl der Spule abhängt;
Anhalten des Verlegeelementes sobald eine erste, vor­ gegebene Position der Litze in bezug auf die Spule erreicht ist, welche den Endpunkt einer ersten Wic­ kellage gemäß einem Programm, das die Verlegung be­ stimmt, definiert;
Umsteuern dieser Antriebseinrichtung, so daß sich dieses Verlegeelement in einer Richtung entgegenge­ setzt zu dieser ersten Richtung bewegt, bis eine zweite Position erreicht ist, welche einem zweiten Endpunkt für die zweite Wickellage dieses Wickelbil­ des entspricht;

Fortsetzen der Bewicklung bis die Litze mit dem vor­ gegebenen Wickelbild auf die Spule aufgewickelt ist;
Beenden der Drehbewegung dieser Spule.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verlegeelement nach dein Beenden der Dreh­ bewegung der Spule in eine vorgegebene Position ge­ fahren und anschließend die Spule aus der Vorrichtung entnommen wird.