DE60038214T2

DE60038214T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Wickeln von Spulen

Info

Publication number: DE60038214T2
Application number: DE60038214T
Authority: DE
Inventors: Yousuke Date-gun Sugiuchi
Original assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Current assignee: Nittoku Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2020-08-18
Also published as: JP3570942B2; KR20010067140A; CN1172336C; TW455891B; DE60038214D1; EP1110895B1; ES2303503T3; KR100380260B1; CN1301028A; EP1110895A2; US6341744B1; JP2001185434A; EP1110895A3

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Spurenwickelapparat, der einen Quervorschubmechanismus umfasst, um ein der Ausgabe eines Drahtes dienendes Drahzuführteil synchron zur Drehung der Spule in Axialrichtung derselben zu verfahren und zwar, um hierbei ausgerichtete Drahtwicklungen auf die Spule aufzuwickeln. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf ein verbessertes Verfahren zur Durchführung der vorgenannten Spulenbewicklung.
Hintergrund der Erfindung
Wenn Drahtwindungen in ausgerichteter Weise auf einen Spulenkern zu einer Wicklung aufgewickelt werden, wird eine Düse, die als solche den Draht ausgibt, in axialer Richtung der Spule synchron zur Drehung jener Spule bewegt. Die Düse wird dabei je Spulendrehung mit einer Steigung weiterbewegt, die dem Durchmesser des Drahtes entspricht, sodass zueinander ausgerichtete aneinanderliegende Drahtwicklungen erreicht werden.
Bei einem, aus dem Stand der Technik bekannten Quervorschubmechanismus eines Spulenwickelapparates bewegt ein Düsenverlagerungsmechanismus dann, wenn der Draht aufgewickelt wird, die Düse um eine dem Drahtdurchmesser entsprechende Strecke und wenn nachdem der Wickelvorgang beendet ist, die Spule entfernt oder andere Operationen an der Spule durchgeführt werden, wird die Düse in eine Position verlagert, in welcher diese jene Operationen nicht beeinträchtigt.
Insbesondere dann, wenn die Spule entfernt wird, muss die Düse an eine Stelle verbracht werden, in welcher diese die Spule nicht übergreift, daher muss der Verlagerungsbereich der Düse wesentlich größer sein als die Länge der Spule. Die Verfahrgeschwindigkeit und die Verfahrstrecke der Düse sind während des Spulenwicklungsvorgangs und zum Entfernen der Spule unterschiedlich, jedoch werden beide Verlagerungen mit einem Quervorschubmechanismus ausgeführt, sodass der Quervorschubmechanismus notwendigerweise einen großen Bewegungsbereich bieten muss und damit äußerst sperrig ist.
Jedoch gibt es bei diesem sperrigen Mechanismus, der als solcher einen großen Verfahrbereich bietet, eine Grenze für die Auflösung, die bei der Durchführung kleiner Steigungsverlagerungen erreicht werden kann, wenn beispielsweise ein besonders feiner Draht gewickelt wird und der Apparat kann insoweit nicht mit dieser präzisen Steigung verfahren werden.
Wenn beispielsweise eine relativ geringe Spulenbreite mit hoher Geschwindigkeit überfahren wird, wie dies beispielsweise bei der Bewicklung von Transformatorspulen der Fall ist, treten dann, wenn die Düse mit hoher Geschwindigkeit durch einen sperrigen Mechanismus verfahren wird, Vibrationen auf, wenn der Quervorschubmechanismus verfährt und insbesondere wenn die Verfahrrichtung umgekehrt wird. Des weiteren ist der sperrige Quervorschubmechanismus auch besonders schwer. Er hält damit nicht umgehend an, selbst wenn die Verlagerung an sich beendet wird und er kehrt auch nicht umgehend um, selbst wenn die Verlagerungsrichtung geändert wird. Mit anderen Worten ist, wenn der Quervorschubmechanismus groß ist dessen Trägheit hoch und auch dessen Fähigkeit, Verlagerungen und Richtungsumkehrungen der Bewegung vorzunehmen, ist gering. Aufgrund dieser Faktoren wurde bei den früheren Querverlagerungsmechanismen der Draht nicht sanft ausgegeben und die Ausrichtung der Spulenwindungen wies Unstetigkeiten auf und die präzise Wicklung des Drahtes mit hoher Geschwindigkeit war schwierig.
Beispielsweise sind Zündspulenwicklungen hauptsächlich unterteilt in durchgängig gewickelte Spulen und abschnittsweise gewickelte Spulen, jedoch in beiden Fällen werden die Drahtwicklungen in Ausrichtung zueinander mit hoher Geschwindigkeit und mehreren, unterschiedlichen engen Breiten auf eine Spulenschale gewickelt. Im Stand der Technik bestand bei den relativ großen Querbewegungsmechanismen das Problem der Auflösung und Vibration. Bei den durchgängig gewickelten Zündspulen traten manchmal Unstetigkeiten bei der Drahtausrichtung auf und bei den abschnittsweise gewickelten Zündspulen war die Hochgeschwindigkeitspräzisionswicklung der Drahtwicklungen in ausgerichteter Weise schwierig.
DE 38 37 853 A1 offenbart eine Spulenwickelmaschine, die eine Spindelstruktur und eine Drahtausgabedüse umfasst zur Ausgabe eines Drahtes auf eine Spule. Die Drahtausgabedüse ist an einem Einstellmechanismus positioniert, der unter Berücksichtigung des Winkels eines Drahtes relativ zu einer Bezugsebene eingestellt wird, welche radial zur Achse der Spindelstruktur verläuft.
US PS 3,011,728 offenbart eine Spulenwickelmaschine, die eine Drahtführungsstruktur aufweist, die über einen ersten Positionierungszylinder positioniert ist und über einen zweiten Positionierungszylinder geschwenkt wird. Diese Zylinder werden über Ventile und einen Kurvenscheibenmechanismus angesteuert.
Zusammenfassung der Erfindung
Im Hinblick auf die obigen Ausführungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Drahtspulenwickelapparat sowie ein Drahtspulenwickelverfahren zu schaffen, bei welchem selbst wenn ein Draht von feinem Durchmesser gewickelt wird eine Drahtausgabedüse mit einer besonders genauen Steigung verfahren werden kann, und bei welchem keine Vibrationen beim Hochgeschwindigkeitsvorschub und bei den Umkehrbewegungen auftreten und eine schnelle Reaktion erreicht wird, wenn die Bewegungsrichtung umgekehrt wird und das Aufwickeln des Verfahrens in geringerem Maße fehleranfällig ist und der Draht unter präziser Ausrichtung bei hoher Geschwindigkeit gewickelt werden kann.
Um diese Aufgabe zu lösen, wird ein Spulenwickelapparat gemäß Patentanspruch 1 geschaffen.
Die Erfindung schafft weiterhin auch ein Spulenwickelverfahren gemäß Patentanspruch 8.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Quervorschubmechanismus vorgesehen, der einen ersten Quervorschubmechanismus und einen zweiten Quervorschubmechanismus umfasst, welche beide voneinander unabhängig antreibbar sind, wobei der erste Quervorschubmechanismus und der zweite Quervorschubmechanismus jeweils einzeln oder gemeinsam miteinander angetrieben werden, wenn ein Draht aufgewickelt oder eine Spule entfernt wird. Wenn eine Spule gewickelt wird, werden beide Mechanismen mit einer optimalen Verlagerungssteigung und Geschwindigkeit bewegt. Die Verlagerung ist sanft, die Spulenwindungsausrichtung wird nicht unstetig und die Spulen können damit akkurat bewickelt werden. Wenn eine Spule entfernt wird, kann die Drahtausgabedüse in eine Position verfahren werden mit hoher Geschwindigkeit, in welcher diese nicht stört. Der gesamte Bewicklungsprozess kann daher effizienter durchgeführt werden. Die Details sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und sind auch aus den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Schemadarstellung eines Spulenwickelapparates gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Blockdiagramm eines Spulenwickelapparates gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt ein Schemadiagramm eines weiteren Spulenwickelapparates gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nunmehr nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt einen Rahmen 3, der an einer Plattform 2 eines Spulenwickelapparates 1 befestigt ist, wobei eine Spulenantriebsspindel 5 von jenem Rahmen 3 gelagert ist. Die Spulenantriebsspindel 5 ist mit einem Spindelmotor 6 über den Rahmen 3 gekoppelt und eine Halterung 5a ist an jedem Ende der Spulenantriebsspindel 5 ausgebildet, sodass eine Spule 4 frei an der Spulenantriebsspindel 5 befestigt oder von dieser entfernt werden kann. Die Spule 4 weist an ihren beiden Enden einen Flansch auf, und ein Draht 7 wird auf diese Spule 4 zwischen jenen Flanschen aufgewickelt.
Die Spulenantriebsspindel 5 rotiert gemeinsam mit dem Spindelmotor 6 und wenn sich die Spule 4 aufgrund der Rotation der Spulenantriebsspindel 5 ebenfalls dreht, wird der Draht, der als solcher von der Düse 8 ausgegeben wird, auf die Spule 4 gewickelt.
Der Wickelapparat ist weiterhin versehen mit der Düse 8, einem Spanngerät 9 und einer Spule 10. Die Düse 8 liefert den Draht 7 von der Spule 10, der Draht 7 wird auf die Spule 4 gewickelt. Die Spannvorrichtung 9 hält eine bestimmte Spannung in dem Draht 7 aufrecht, wenn dieser von der Spule 10, auf welcher der Draht 7 bevorratet ist, zur Düse 8 hin abgezogen wird.
Der Wickelapparat 1 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst weiterhin einen ersten Quervorschubmechanismus 11 sowie einen zweiten Quervorschubmechanismus 15, welcher die Düse 8 parallel zur Achse der Spulenantriebsspindel 5 verlagert.
Der erste Quervorschubmechanismus 11 ist an dem Rahmen 3 befestigt. Der erste Quervorschubmechanismus 11 umfasst einen ersten Querantriebsmotor 12, eine erste Gewindespindel 13, welche mit der Welle des ersten Querverlagerungsmotors 12 verbunden ist und parallel zur Spulenantriebsspindel 5 angeordnet ist sowie eine erste Basis 14, die entlang der ersten Gewindespindel 13 verlagerbar ist. Die erste Gewindespindel 13 ist als Schraubenspindel ausgeführt die an ihrem Außenumfang ein Schraubengewinde aufweist, die erste Basis 14 hat eine Gewindebohrung, in welche die Gewindegänge der ersten Gewindespindel 13 eingeschraubt sind und wenn der erste Quermotor 12 rotiert, verlagert sich die Basis 14 entlang der ersten Gewindespindel 13.
Der zweite Quervorschubmechanismus 15 ist an der ersten Basis 14 befestigt. Dieser zweite Quervorschubmechanismus 15 umfasst einen zweiten Quermotor 16, eine zweite Gewindespindel 17, die mit dem zweiten Quermotor 16 verbunden ist und parallel zur ersten Gewindespindel 13 angeordnet ist, und eine zweite Basis 18, die entlang der zweiten Gewindespindel 17 verlagerbar ist.
In gleicher Weise wie bei dem ersten Quervorschubmechanismus 11 ist bei dem zweiten Quervorschubmechanismus 15 die zweite Gewindespindel 17 eine Gewindespindel deren Gewindegänge am Außenumfang derselben vorgesehen sind, die zweite Basis 18 weist eine Schraubenbohrung auf, in welche die Gewindegänge der zweiten Gewindespindel 17 eingeschraubt sind und die zweite Basis verfährt entlang der zweiten Gewindespindel 17 aufgrund der Drehung des zweiten Quermotors 16.
Gemäß dieses Ausführungsbeispiels ist die Düse 8 an der Basis 18 des zweiten Quervorschubmechanismus 15 angebracht. Daher verfährt, wenn der Quermotor 15 der ersten Gewindespindel 13 rotiert, die erste Basis 14 und die zweite Basis 18 des zweiten Quervorschubmechanismus 15, welche an der ersten Basis 14 befestigt ist verfährt hiermit gemeinsam, die Düse 8 vollführt damit eine Querbewegung parallel zur Spulenantriebsspindel 5 und die Position der Düse 8 relativ zu der Spule 4 verändert sich.
In gleicher Weise wird dann, wenn der Quermotor 16 des zweiten Quervorschubmechanismus 15 rotiert die Basis 18 verlagert und die Düse 8 vollführt eine Querbewegung. Diese Querbewegungen der Düse 8 können auch gleichzeitig durchgeführt werden indem beide Quermotoren 12 und 16 entsprechend rotieren.
Der erste Quervorschubmechanismus 11 verlagert den zweiten Quervorschubmechanismus 15 und die Düse 8, daher wird ein relativ großer, leistungsfähiger Motor für diesen Querantriebsmotor 12 verwendet, die erste Querantriebswelle weist einen großen Durchmesser auf und das an dieser ausgebildete Gewinde hat eine große Steigung.
Andererseits verlagert der zweite Quervorschubmechanismus 15 lediglich die Düse 8, sodass dieser kompakt und mit geringem Gewicht ausgeführt werden kann und ein kompakter Motor wird für den zweiten Quermotor 16 verwendet und die zweite Gewindespindel 17 weist einen kleinen Durchmesser auf und hat ein Gewinde mit kleiner Steigung.
Daher kann die Düse 8 über einen großen Bereich mit großer Steigung durch den ersten Quervorschubmechanismus 11 verfahren werden und kann zudem auch mit einer feinen Steigung über einen engeren Bereich aufgrund des zweiten Quervorschubmechanismus 15 verfahren werden.
Es soll darauf hingewiesen werden, dass selbst, wenn Gewindespindeln mit im wesentlichen gleicher Steigung für die erste Gewindespindel 13 und die zweite Gewindespindel 17 verwendet werden, relativ feine Steigungsverlagerungen durchgeführt werden können durch den zweiten Quervorschubmechanismus 15 indem die Rotationsgeschwindigkeiten der Querbewegungsmotoren 12, 16 verändert werden.
Die Bewicklungsoperation, die von dem erfindungsgemäßen Wickelapparat nach der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 1 näher beschrieben.
Die Spule 4 wird auf die Halterung 5a der Spulenantriebsspindel 5 aufgeschoben und der Spindelmotor 6 in Drehung versetzt. Der Draht 7 wird von der Spule 10 zur Düse 8 über den Spannmechanismus 9 hin abgegeben. Sobald die Spule 4 aufgrund der Drehung des Spindelmotors 6 rotiert, wird der Draht 7 aus der Düse 8 abgegeben und auf den Außenumfang der Spule 4 gewickelt. In diesem Zustand kann dann, während die Bewegung des ersten Quervorschubmechanismus 11 angehalten wird, die Düse 8 in Axialrichtung der Spule durch den zweiten Quervorschubmechanismus 15 um eine Strecke verfahren werden, die dem Durchmesser des Drahtes bei jeder Rotation der Spule entspricht.
Der zweite Quervorschubmechanismus 15 beginnt mit der Bewegung der Düse von der ersten Wicklungsstartposition der Spule der Wicklung 4 und wenn die Düse 8 die Wickelendposition erreicht hat, ändert der zweite Quervorschubmechanismus 15 seine Bewegungsrichtung, sodass die Düse 8 in die Gegenrichtung wandert. Auf diese Weise vollführt die Düse 8 Vorfahr- und Rückfahrbewegungen für eine vorgegebene Anzahl zwischen den Flanschen der Spule 4 aufgrund des zweiten Quervorschubmechanismus 15, während der Draht 7 auf die Spule 4 aufgewickelt wird. Mehrere Wicklungslagen des Drahtes 7 werden daher in ausgerichteter Weise auf die Spule 4 aufgewickelt, um damit eine Spule 4 zu bilden.
Sobald eine Spule gewickelt ist, wird der zweite Quervorschubmechanismus 15 angehalten und die Spule 4, deren Bewicklung beendet ist, entfernt und eine neue Spule befestigt, um eine weitere Bewicklungsoperation durchzuführen. Wenn die vorangehend bewickelte Spule 4 entfernt wird, wird der erste Quervorschubmechanismus 11, der einen großen Verfahrbereich bietet, angesteuert, um die Düse 8 in eine Position zu verbringen, in welcher diese das Entfernen der bewickelten Spule 4 nicht beeinträchtigt und das Aufsetzen einer neuen Spulenhülse erlaubt. Sobald die neue Spulenhülse 4 eingesetzt ist, wird die Düse in ihre Anfangsposition durch den ersten Quervorschubmechanismus 11 zurückgefahren.
Da aufgrund der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung des ersten Quervorschubmechanismus 11 und des zweiten Quervorschubmechanismus 12 mit unterschiedlichen Verlagerungsbereichen und Verlagerungssteigungen, können der erste Quervorschubmechanismus 11 und der zweite Quervorschubmechanismus 15 selektiv während der Bewicklung angesteuert und bei der Entfernung der Spule angesteuert werden. Daher kann die Düse 8 mit einer optimalen Steigung und Geschwindigkeit verfahren werden während die erforderlichen Verlagerungsstrecken beibehalten werden und der Wicklungsvorgang kann besonders effizient durchgeführt werden. Des weiteren wird während des Bewickelns der zweite Quervorschubmechanismus 15 in axialer Richtung der Spule 4 mit einer hohen Geschwindigkeit und feiner Steigung verfahren, sodass selbst ein äußerst feiner Draht präzise gewickelt werden kann. Letztendlich kann auch die Düse 8 mit hoher Geschwindigkeit bewegt und reversiert werden, wobei die bewegten Massen hier relativ klein sind, sodass bei Bewegungsumkehr kaum Vibrationen oder Stöße auftreten.
Nachfolgend wird das Steuersystem der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit 2 beschrieben.
2 zeigt ein Flussdiagramm, das das Steuersystem für den Wickelapparat gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Der Wickelapparat 1 umfasst einen Controller 19, der einen Mikrocomputer beinhaltet.
Informationen, die benötigt werden, um den Drahtwicklungsvorgang auszuführen, werden in den Controller 19 eingegeben und der Controller 19 steuert die Rotation des Spindelmotors 6, des ersten Quermotors 12 und des zweiten Quermotors 16 basierend auf diesen Informationen.
Um den Wickelvorgang in Gang zu setzen, veranlasst der Controller 19 zuerst den Spindelmotor 6 zur Drehung und steuert die Rotation des zweiten Quermotors 16 basierend auf einem vorangehend eingegebenen Durchmesser des Drahtes 7 und verfährt die Düse 8 in axialer Richtung der Spule 4 um eine Strecke, die dem Durchmesser des Drahtes 7 je Drehung der Spule 4 entspricht. Nachdem die Düse 8 um eine vorgegebene Strecke zwischen den Flanschen der Spule 4 verfahren ist, wird die Drehrichtung des Querverlagerungsmotors 16 umgekehrt und die Düse in die Gegenrichtung verfahren. Die Anzahl dieser Vor- und Rückfahrbewegungen wird entsprechend der Anzahl an erforderlichen Wicklungslagen der Spule 4 bestimmt.
Wenn der Bewicklungsvorgang beendet ist, hält der Controller 19 den Spindelmotor 6 an und stoppt auch die Rotation des zweiten Quermotors 16. Nachfolgend wird die Rotation des ersten Quermotors 12 so angesteuert, dass die Düse 8 an eine Position verfahren wird, in welcher diese nicht die Entfernung der alten Spule 4 sowie das Einsetzen der neuen Spule beeinträchtigt. Nachdem die neue Spule wieder befestigt ist, wird die Düse 8 so gesteuert, dass diese wieder in ihre Ausgangsposition zurückkehrt.
Nachfolgend wird eine Methode zur Aufwicklung mehrerer Spulen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Gesamtlänge der Spule 4 kann in mehrere Abschnitte unterteilt werden und ein Abschnittswickeln (unterbrochenes Wickeln) kann durchgeführt werden, wobei der Draht von einer Bodenlage des zu einer Decklage je Abschnitt gewickelt wird.
Bei diesem Abschnittswickeln wird z. B. dann, wenn eine Zündspule oder eine Transformatorspule gewickelt wird, die Düse in einem Abschnitt rasch und mit kleiner Steigung vor- und zurückbewegt durch den zweiten Quervorschubmechanismus 15. Der zweite Quervorschubmechanismus ist kompakt und von geringem Gewicht, sodass hier keine Vibrationen auftreten, wenn dieser nach vorne läuft oder zurückläuft mit hoher Geschwindigkeit und Wicklungsfehlausrichtungen treten nicht auf. Dies ist, da der zweite Wicklungsquervorschubmechanismus 15 klein und leichtgewichtig ist, so dass dessen Trägheit gering ist und dieser Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen mit hoher Geschwindigkeit vollführen kann.
Nachdem ein Abschnitt gewickelt ist, wird die Düse 8 in den nächsten Abschnitt gemeinsam mit dem zweiten Quervorschubmechanismus 15 durch den ersten Quervorschubmechanismus 11 verfahren.
Nach Verlagerung des zweiten Quervorschubmechanismus 15 wiederholt sich die vorangehend beschriebene Operation, um den nächsten Abschnitt zu bewickeln.
Obiges eingedenk kann die Wicklung akkurat und mit feiner Steigung durch den zweiten Quervorschubmechanismus 15 durchgeführt werden und da die Verlagerungen zwischen den Abschnitten durch den ersten Quervorschubmechanismus bewerkstelligt werden, kann die gesamte Spule in verschiedenen Abschnitten gewickelt werden während der zweite Quervorschubmechanismus 15 nur über einen relativ schmalen Bereich verfahren werden muss. Der erste Quervorschubmechanismus 11 verfährt hierbei intermittierend in eine Richtung bei geringer Geschwindigkeit und ändert nicht seine Verschieberichtung, Vibrationen, die gegebenenfalls Fehlausrichtungen verursachen würden, treten hierbei nicht auf.
Wenn eine Bank-Bewicklung einer Spule erfolgt, gibt es keinen Flansch, um einzelne Abschnitte voneinander zu trennen und jeder Abschnitt der Spule muss präzise gewickelt werden, sodass die Drahtwicklungen in einer ordentlichen Ausrichtung vorliegen.
Der zweite Quervorschubmechanismus 15, der während des Wicklungsvorgangs vor- und zurückfährt, akkurat und mit feiner Steigung, ohne dass hierbei Vibrationen auftreten, wie dies der Fall wäre, wenn die Richtung rapide umgekehrt wird, sodass die Wicklungsausrichtung nicht unstetig wird. Die vorliegende Erfindung ist damit extrem nützlich auch im Falle der Bank-Bewicklung.
Es ist weiterhin auch möglich, die Bewicklung vorzunehmen während der erste Quervorschubmechanismus 11 sich mit äußerst geringer Geschwindigkeit kontinuierlich in eine Richtung bewegt. In diesem Falle kann die Verlagerungsgeschwindigkeit des zweiten Quervorschubmechanismus 15 während der Vorwärts- und der Rückwärtsbewegung unterschiedlich sein. Während der Vorwärtsbewegung, d. h. wenn der zweite Querbewegungsmechanismus 15 sich in der gleichen Richtung bewegt wie der erste Querbewegungsmechanismus wird die Verlagerungsgeschwindigkeit des zweiten Quervorschubmechanismus 15 auf einen Wert eingestellt, der kleiner ist als die Verlagerungsgeschwindigkeit des ersten Quervorschubmechanismus 11. Andererseits wird während der Rückkehrbewegung, d. h. wenn der zweite Quervorschubmechanismus 15 sich nicht in die Richtung des ersten Quervorschubmechanismus 11 bewegt, die Verlagerungsgeschwindigkeit des zweiten Quervorschubmechanismus 15 auf einen Wert gesetzt, der größer ist als die Verlagerungsgeschwindigkeit des ersten Quervorschubmechanismus. Durch die Steuerung der Interaktion der beiden Querverlagerungsmechanismen 11, 15 auf diese Weise, können dann, wenn der Quervorschubmechanismus 11 sich kontinuierlich in eine Richtung bei geringer Geschwindigkeit bewegt, Vibrationen nicht auftreten, wenn die Verlagerung gestoppt oder reversiert wird. Des weiteren kann, da der zweite Quervorschubmechanismus 15 klein und leichtgewichtig ist, keine Vibration auftreten, selbst wenn dieser Mechanismus bei hoher Geschwindigkeit betrieben wird und es treten insoweit keine Wicklungsfehler auf und die Wicklungen können präzise und in ordentlicher Ausrichtung aufgewickelt werden.
Hierbei sind die Bewicklungsmethoden beschrieben, bei welchen der erste Quervorschubmechanismus intermittierend bewegt wurde und während dieser kontinuierlich bewegt wurde, jedoch können auch diese Methoden miteinander kombiniert werden. Ein Beispiel ist es, wo eine Kombination von intermittierenden und kontinuierlichen Bewegungen in Abschnitten verwendet wird. Zum Beispiel können intermittierende Bewegungen dazu verwendet werden, um die ersten wenigen Lagen zu wickeln und kontinuierliche Bewegungen können verwendet werden, um die weiteren Abschnitte zu bewickeln. Intermittierende und kontinuierliche Verlagerungen können auch kombiniert werden innerhalb eines Abschnitts. Zum Beispiel kann der erste Quervorschubmechanismus 11 so angesteuert werden, dass dieser nicht verfährt bis alle bis zum dritten von fünf Lagen gewickelt sind und er kann dann verlagert werden, um die beiden verbleibenden Lagen zu wickeln.
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. In der folgenden Beschreibung konzentriert sich die nachfolgende Beschreibung auf die Unterschiede von dem ersten Ausführungsbeispiel. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel erste Querverlagerungsmechanismen 11 und zweite Querverlagerungsmechanismen 15 vorgesehen, die voneinander unabhängig angesteuert werden können und unterschiedliche Verlagerungsbereiche und Verlagerungssteigungen bieten.
Der erste Quervorschubmechanismus 11, der mit einer größeren Steigung über einen größeren Bereich verfahrbar ist, ist an der Plattform 2 befestigt. Der Rahmen 3 ist für die erste Basis 14 des ersten Quervorschubmechanismus 11 vorgesehen und die Spulenantriebsspindel 5 und der Spindelmotor 6 sind an diesem Rahmen 3 vorgesehen. Aufgrund der Drehung des ersten Querantriebsmotors 12, bewegt sich die erste Basis 14, in welche der erste Schraubenschaft 13 eingeschraubt ist, und die Spule 4, die auf der Halterung 5a der Spulenantriebsspindel 5 sitzt, bewegen sich damit gemeinsam mit dem Rahmen 3.
Der zweite Quervorschubmechanismus 15, der mit einer kleinen Steigung über einen schmalen Bereich verfährt, ist auch an der Plattform 2 befestigt und die zweite Basis 18 des zweiten Quervorschubmechanismus 15 ist mit der Düse 8 bestückt. Daher kann, da die zweite Basis 18, in welche der zweite Querschaft 17 eingeschraubt ist, sich gemeinsam mit der Düse 8 entsprechend der Drehung des zweiten Quermotors 16 verlagern.
Der zweite Quervorschubmechanismus 11 verfährt die Spule 4, die Spulenantriebsspindel 5 und den Spindelmotor 6 gemeinsam mit dem Rahmen, sodass ein großer, leistungsstarker Motor hier für den ersten Motor 12 verwendet wird und der Durchmesser der ersten Querverlagerungswelle 13 ist groß und weist zudem eine große Gewindesteigung auf.
Andererseits ist, da der zweite Quervorschubmechanismus 15 lediglich die Düse 8 verfährt, dieser kompakt und leichtgewichtig und ein kleiner Motor wird für diesen zweiten Querverlagerungsmotor 16 verwendet und der Durchmesser der zweiten Schraubenspindel 17 ist klein und die Gewindesteigung derselben fein.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Relativpositionen der Spule 4 und der Düse 8 mit einer großen Steigung über einen großen Bewegungsbereich durch den ersten Quervorschubmechanismus 11 verändert mit einer feinen Steigung über einen kleinen Bereich durch den zweiten Querverlagerungsmotor 15.
Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion werden die Spule 4, die Spulenantriebsspindel 5 und der Spindelmotor 6 durch den ersten Quervorschubmechanismus 11 verlagert, jedoch können die Welle der Spulenantriebsspindel 5 und des Spindelmotors 6 miteinander über eine Axialverzahnung in Eingriff gebracht sein, sodass diese in axialer Richtung verfahren können und der Spindelmotor 6 kann an der Plattform angebracht sein, sodass lediglich die Spule 4 und die Spulenantriebsspindel 5 verfahren werden.
Nachfolgend wird ein Bewicklungsvorgang unter Verwendung des oben stehenden Apparates beschrieben.
Der Draht 7 wird von der Spule 10 zur Düse 8 hin über die Spannvorrichtung 9 bereitgestellt. Wenn sich die Spule 4 dreht aufgrund der Rotation des Spindelmotors 6, wird der Draht 7, der aus der Düse 8 ausgegeben wird, auf die Spule 4 gewickelt. Währenddessen verlagert sich der zweite Quervorschubmechanismus 15 um eine Strecke, die den Drahtdurchmesser 7 je Drehung der Spule 4 entspricht. Der zweite Quervorschubmechanismus 15 beginnt mit der Bewegung von der Wicklungsstartposition der Spule und reversiert seine Bewegungsrichtung bei der Wicklungsendposition. Während des Aufwickelns des Drahtes wird daher die Düse 8 vor und zurück zwischen den Flanschen der Spule 4 durch den zweiten Quervorschubmechanismus 15 bewegt. Während dieses Intervalls wird die Operation des ersten Quervorschubmechanismus 11 gestoppt.
Nachdem eine Spule gewickelt ist, wird der zweite Quervorschubmechanismus 15 angehalten, die Spule 4 deren Bewicklung beendet ist entfernt und eine neue Spule 4 befestigt, um einen erneuten Bewicklungsvorgang zu beginnen. Währenddessen wird ohne Bewegung der Düse 8 die Spulenantriebsspindel 5 in eine Position verfahren, in welcher diese das Entfernen oder die Befestigung des Spulenkerns 4 nicht beeinträchtigt, d. h. in eine Position entfernt von jener Düse durch den ersten Quervorschubmechanismus 11 der als solcher einen großen Verlagerungsweg bereitstellt.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann auch ein Abschnittswickeln durchgeführt werden und zwar präzise und schnell genauso wie bei dem vorangehend beschriebenen, ersten Ausführungsbeispiel.
Bei dem Querbewegungsmechanismus nach der vorliegenden Erfindung können der erste Querbewegungsmechanismus 11 und der zweite Querbewegungsmechanismus 15 gleichzeitig bewegt werden. In diesem Falle werden die Verlagerungsgeschwindigkeiten durch den Controller 19 gesteuert, um den gewünschten Vorschub zu erhalten. insbesondere wird dann, wenn der zweite Quervorschubmechanismus vor- und zurückfährt während der erste Quervorschubmechanismus 11 fixiert ist, mit geringer Geschwindigkeit. Wenn die beiden Querverlagerungsmechanismen in entgegengerichtete Richtungen verlagert werden, werden die Düse 8 und die Spule 4 gegeneinander mit einer Geschwindigkeit verlagert, die als solche der Differenzgeschwindigkeit zwischen den beiden Querverlagerungsmechanismen entspricht, sodass feinere Querverlagerungsoperationen realisiert werden können.

Claims

Vorrichtung zum Wickeln von Drahtspulen, umfassend: eine Spindel (5) mit daran befestigter Spule (4), wobei die genannte Spindel durch einen Spindelmotor (6) angetrieben wird, einen Drahtzuführteil (8) zum Ausgeben eines Drahtes (7) und womit der genannte Draht auf die Spule (4), angetrieben durch die genannte Spindel (5), gewickelt werden kann und einen Verschiebemechanismus, der die relative Verschiebung der Spindel (5) und des Drahtzuführteils (8) in einer Richtung der Achse der genannten Spindel (5) bewirkt, wobei der Verschiebemechanismus einen ersten Verschiebemechanismus (11) und einen zweiten Verschiebemechanismus (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte erste Verschiebemechanismus (11) durch einen ersten Verschiebemotor (12) und der zweite Verschiebemechanismus (15) durch einen zweiten Verschiebemotor (16) angetrieben werden, wobei der genannte Spindelantriebsmotor (6) und der genannte erste und zweite Verschiebemotor (12, 16) durch ein Mikrocomputer-Steuergerät (19) gesteuert werden, wobei das Mikrocomputer-Steuergerät (19) Informationen empfängt, die erforderlich sind, um das Wickeln zu bewerkstelligen und die Rotation des Spindelmotors (6), des ersten Verschiebemotors (12) und des zweiten Verschiebemotors (16) aufgrund der in das genannte Microcomputer-Steuergerät (19) eingegebenen Informationen zu steuern, während der erste Verschiebemechanismus und der zweite Verschiebemechanismus beim Wickeln des Drahtes selektiv oder in Verbindung miteinander betätigt werden.
Vorrichtung zum Wickeln von Spulen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: der zweite Verschiebemechanismus (15) den Drahtzuführteil (8) verschiebt und der erste Verschiebemechanismus (11) den zweiten Verschiebemechanismus (15) verschiebt.
Vorrichtung zum Wickeln von Spulen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass: der erste Verschiebemechanismus (11) eine erste Verschiebewelle (13) umfasst, die ein Gewinde parallel zur Achse der Spindel (5) aufweist, welche entsprechend dem genannten ersten Verschiebemotor (12) rotiert, sowie eine erste Basis (14), die in axialer Richtung der Spindelachse verschoben wird, wenn die erste Verschiebewelle infolge der Rotation der ersten Verschiebewelle (13) hineingedreht wird, der zweite Verschiebemechanismus (15) eine zweite Verschiebewelle (17) umfasst, die ein Gewinde parallel zur Achse der Spindel (5) aufweist, welche entsprechend dem genannten zweiten Verschiebemotor (16) rotiert, sowie eine zweite Basis (18), die in axialer Richtung der Spindelachse verschoben wird, wenn die zweite Verschiebewelle infolge der Rotation der zweiten Verschiebewelle (17) hineingedreht wird, und dass: sich der zweite Verschiebemechanismus (15) zusammen mit der ersten Basis des ersten Verschiebemechanismus (11) verschiebt und sich der Drahtzuführteil (8) zusammen mit der zweiten Basis (18) des zweiten Verschiebemechanismus (15) verschiebt.
Vorrichtung zum Wickeln von Drahtspulen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: der erste Verschiebemechanismus (11) die Spindel (5) und der zweite Verschiebemechanismus (15) den Drahtzuführteil (8) verschieben.
Vorrichtung zum Wickeln von Drahtspulen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass: der erste Verschiebemechanismus (11) eine erste Verschiebewelle (13) umfasst, die ein Gewinde parallel zur Achse der Spindel (5) aufweist, welche zusammen mit einem ersten Verschiebemotor (12) rotiert, sowie eine erste Basis (14), die in axialer Richtung verschoben wird, wenn die erste Verschiebewelle (13) hineingedreht wird, der zweite Verschiebemechanismus (15) eine zweite Verschiebewelle (17) umfasst, die ein Gewinde parallel zur Achse der Spindel (5) aufweist, welche entsprechend dem genannten zweiten Verschiebemotor (16) rotiert, sowie eine zweite Basis (18), die in axialer Richtung verschoben wird, wenn die zweite Verschiebewelle (17) infolge ihrer Rotation hineingedreht wird, und dass: sich der Drahtzuführteil (8) zusammen mit der zweiten Basis des zweiten Verschiebemechanismus (15) verschiebt und sich die Spindel (5) zusammen mit der ersten Basis (14) des ersten Verschiebemechanismus (11) verschiebt.
Vorrichtung zum Wickeln von Drahtspulen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: der erste Verschiebemechanismus (11) und der zweite Verschiebemechanismus (15) so eingestellt sind, dass sie unterschiedliche Verschiebebereiche und Verschiebeteilungen aufweisen.
Vorrichtung zum Wickeln von Drahtspulen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass: der zweite Verschiebemechanismus (15) einen kleineren Verschiebebereich und eine kleinere Verschiebeteilung als der erste Verschiebemechanismus (11) aufweist und kompakt und leicht ist.
Verfahren zum Wickeln von Drahtspulen, dadurch gekennzeichnet, dass: eine Spindel (5) mit daran befestigter Spule (4) und ein Drahtzuführteil (8) für das Ausgeben des Drahtes und das Aufwickeln desselben auf die Spule (4) vorgesehen sind, die Spindel (5) im Verhältnis zu dem Drahtzuführteil (8) um die Spindelachse rotiert und die Drahtspule gewickelt wird, während der Drahtzuführteil (8) und die Spindel (5) durch den ersten und zweiten Verschiebemechanismus (11, 15) veranlasst werden, eine relative Verschiebung in axialer Richtung der Spindel (5) auszuführen, dass der genannte Verschiebemechanismus durch einen ersten Verschiebemotor (12) angetrieben wird und der genannte zweite Verschiebemechanismus durch einen zweiten Verschiebemotor (16) angetrieben wird, wobei der genannte Spindelantriebsmotor (6) und der genannte erste und zweite Verschiebemotor (12, 16) durch ein Mikrocomputer-Steuergerät (19) gesteuert werden, das genannte Mikrocomputer-Steuergerät (19) mit Informationen versehen wird, die erforderlich sind, um das Wickeln zu bewerkstelligen und die Rotation des Spindelmotors (6), des ersten Verschiebemotors (12) und des zweiten Verschiebemotors (16) aufgrund der in das genannte Microcomputer-Steuergerät eingegebenen Informationen zu steuern, während der erste Verschiebemechanismus und der zweite Verschiebemechanismus beim Wickeln des Drahtes selektiv oder in Verbindung miteinander betätigt werden.
Verfahren zum Wickeln von Drahtspulen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass: die Spule gewickelt wird, während der Drahtzuführteil (8) durch den Verschiebemechanismus (15) in axialer Richtung der Spule (5) verschoben wird und der Drahtzuführteil (8) durch den anderen Verschiebemechanismus (11) nach dem Wickeln im Verhältnis zur Spindel verschoben wird.
Verfahren zum Wickeln von Drahtspulen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass: die Drahtspule auf die in mehrere Abschnitte unterteilte Spule (4) gewickelt wird, der Drahtzuführteil (8) während des Wickelns jedes Abschnitts durch einen der Verschiebemechanismen (15) in axialer Richtung der Achse der Spindel (5) vor und zurück verschoben wird und der Drahtzuführteil (8), nachdem das Wickeln eines Abschnitts abgeschlossen ist, durch den anderen Verschiebemechanismus (11) zu einem benachbarten Abschnitt verschoben wird.
Verfahren zum Wickeln von Drahtspulen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass: der Drahtzuführteil (8), wenn die Drahtspule auf die in mehrere Abschnitte unterteilte Spule (4) gewickelt wird, während des Wickelns jedes Abschnitts durch einen der Verschiebemechanismen (15) in axialer Richtung der Spindelachse vor und zurück verschoben wird und der andere Verschiebemechanismus (11) die Spindel (5) in einem Abschnitt im Verhältnis zum Drahtzuführteil (8) kontinuierlich in einer Richtung verschiebt.