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Vorrichtung für eine Wickelmaschine zur Herstellung von einlagigen
Drahtwicklungen mit konstanter Steigung auf Kernen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
für eine Wickelmaschine zur Herstellung von einlagigen Drahtwicklungen mit konstanter
Steigung auf Kernen, insbesondere für die Herstellung von Präzisions-Drahtwiderständen.
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Zur Herstellung drahtgewickelter Widerstände sind Vorrichtungen bekannt,
mit denen vorbestimmte Drahtabstände eingehalten werden sollen. Diese Vorrichtungen
sind kompliziert, da sie Spanngewichte und Führungsdrähte verwenden, wobei sich
zudem durch die Reibung des Führungsdrahtes am aufzuwickelnden Draht ein genauer
Abstand zwischen den Drahtwindungen nicht herstellen läßt, da Durchmesserschwankungen
des Aufwickeldrahtes und des Führungsdrahtes möglich sind.
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Es sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen an Stelle des Führungsdrahtes
eine Leitspindel verwendet wird, die zwischen der Drahtvorratsspule und dem Wickelkern
eingeschaltet ist. Da aber die Windungen des Drahtes nicht bis zum völligen Festliegen
auf dem Kern geführt werden, kann die im Draht vorhandene Seitenspannung ein Verschieben
der Windungen verursachen, so daß nicht die Sicherheit besteht, daß alle Windungen
den gleichen Abstand voneinander haben.
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Zur Herstellung von Gittern für Elektronenröhren sind bereits kammartige
Vorrichtungen verwendet worden. Je nach der Größe der Steigung sind jedoch mehrere
Kämme notwendig, so daß sich komplizierte Vorrichtungen ergeben, um die ortsfesten
Führungen und die beweglichen Kämme oder Backen in bestimmter Ausrichtung zu halten.
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Mit der Erfindung wird nun eine Vorrichtung geschaffen, die mit verhältnismäßig
einfachen Mitteln eine- dennoch wirkungsvolle Steuerung des Abstandes der mit konstanter
Steigung aufzuwickelnden Drahtwindungen erreicht.
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Zur Erreichung dieses Zieles ist die Vorrichtung erfindungsgemäß gekennzeichnet
durch ein Führungsstück aus einem durch den zu wickelnden Draht verschleißbaren
Material, dessen eine Kante keilförmig ausgebildet ist und formschlüssig an den
Kern angedrückt wird und in dem sich nach Beginn des Wickelprozesses in dieser Kante
Rillen ausbilden, deren mittlerer Abstand der Steigung .der Wicklung entspricht
und deren Weite in Richtung des bereits aufgewickelten Drahtes abnimmt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei ist
Fig. 1 ein Teilschnitt einer Wickelmaschine mit dem eingebauten Führungsstück, Fig.
2 eine Ansicht nach Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 ein vergrößerter Schnitt eines
Teiles der Fig. 2, wobei der Eingriff der Führung mit den Windungen einer Wicklung
zu sehen ist, Fig. 4 eine Ansicht nach Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 eine vergrößerte
Ansicht des in Fig.4 dargestellten Führungsstückes, und Fig. 6 ist eine der Fig.
4 ähnliche Ansicht einer abgeänderten Ausführung der Führung.
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Die Darstellung und Beschreibung der Vorrichtung erfolgt hier in Verbindung
mit einer Maschine zur Herstellung von Drahtwiderständen, in der sich der Draht
und die Führung um den Kern drehen, der mit einer feststehenden Geschwindigkeit
in Axialrichtung vorgeschoben wird. Ein Teil einer derartigen Wickelmaschine ist
in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Die gesamte Maschine ist nicht dargestellt, da
Aufbau und Arbeitsweise der Maschine bekannt und üblich sind. Die Vorrichtung ist
aber überall dort verwendbar, wo einlagige Drahtwicklungen mit konstanter Steigung
auf Kerne aufgewickelt werden, z. B. bei der Herstellung von Gittern für Elektronenröhren
oder Hygrometerzellen oder bei ähnlichen Einrichtungen.
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Ein Kern 10, der aus einer Stange oder einer Röhre bestehen kann und
der mit einem Isolierband oder mit Isolierlack überzogen ist, wird mit einer vorbestimmten
Geschwindigkeit in einer Düse 11 vorgeschoben. Die Düse 11 ist mittels einer Gewindemutter
13 in eine Büchse 12 eingeklemmt, die am Gestell 14
mittels' einer
Gewindemutter 15 befestigt ist. Ein Abstandsstück 16 und ein Lager 17 sind zwischen
eine an der Büchse 12 befindliche Schulter 18 und Gestell 14 geklemmt. Auf dem Lager
17 ist ein Zahnrad 21 gelagert, das über einen Ring 23 mittels Schrauben 24 auf
einen Ring 22 geklemmt ist.. Lager. 25, 26 und ein Lagerabstandsstück 27 werden
auf dem Ring 22 mittels eines Sperringes 28 gehalten. Ein von einem Führungsaufbau
32 getragener Führungstragblock 31 ist am Sperring 28 mittels S-chräüben 33 befestigt.
Tragblock 31 hat Bogenschlitze 34, die eine Dreheinstellung des Blockes relativ
zum Sperring 28 ermöglichen. Eine Spulentragbüchse 37 ist auf den Lagern 25, 26
gelagert und wird axial von einem Haltering 38 gehalten. Die Spulentragbüchse 37
hat einen Flansch 39 vergrößerten Durchmessers, an dem eine Bremse 40 zur Regelung
der Drahtspannung angelegt werden kann.
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Bei Verwendung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Wickelmaschine
wird eine Drahtspule auf die Spulentragbüchse 37 so aufgesetzt, daß der Draht zu
einem Wicklungskopf (nicht dargestellt) läuft und von diesem Wicklungskopf zum Aufwickeln
auf den Kern 10 bei 44 zurückkehrt. Zahnrad 21 wird synchron mit dem Wicklungskopf
gedreht, so daß beim Aufwickeln des Drahtes auf den Kern mittels des Wicklungskopfes
der Führungsaufbau 32 ebenfalls um den Kern 10 gedreht wird. Die Steigung
der Wicklung wird durch Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit des Kernes in Axialrichtung
und durch die Drehgeschwindigkeit des Wicklungskopfes geregelt.
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Im Führungsaufbau 32 ist ein Führungsarm 46 auf einem Tragarm 47 drehbar
gelagert, der mittels einer Schraube 49 auf einen Anguß 48 des Führungsblockes 31
geklemmt ist. Der Führungsarm 46 ist von dem Anguß 48 über eine Unterlegscheibe
50 im Abstand gehalten. Auf dem Tragarm 47 ist eine Schraubenfeder 51 gelagert,
deren eines Ende in den Tragarm 47 eingreift und deren anderes Ende an dem Führungsarm
46 anliegt, um den Führungsarm 46 in Linksrichtung, gesehen in Fig. 2, zu drehen.
Ein Führungsstück 52 ist in einem Schlitz 53 des Führungsarmes 46 mittels einer
Schraube 54 eingeklemmt. Eine auf dem Führungstragblock 31 befindlicher zweiter
Anguß 55 dient als Gegengewicht für den Anguß 48.
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Das Führungsstück 52 besteht aus einem zähen, etwas biegsamen, durch
Draht verschleißbaren Material, bei dem sich keine scharfen Ecken oder Kanten bilden.
Zweckdienliche Materialien oder Stoffe sind beispielsweise Polyamid, Polytetrafluoräthylen,
Polyäthylen, Mittelkautschuk und auch Holz mit dichter Struktur.
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Das Führungsstück, im folgenden auch »Kamm« genannt, hat eine dünne,
vorzugsweise keilförmige Kante 56, die an den auf dem Kern 10 aufgewundenen Draht
(Fig. 2, 3 und 4) gedrückt wird. Die Kante 56 ist zunächst geradlinig. Beim Wickelvorgang
werden jedoch bald Verschleißrinnen 57 in die Kante des Kammes 52 eingeschnitten.
Der mittlere Abstand zwischen den Windungen ist gleich groß, da die Wickelmaschine
eine gleichförmige Steigung wickelt. Die Mitten der Rinnen 57 haben daher einen
gleichförmigen Abstand voneinander und entsprechen der gewünschten Steigung der
Wicklung. Der Abstand zwischen den an der Wicklungsstelle gelegenen Windungen schwankt
jedoch etwas wegen Änderungen im Wickelvorgang, wie dies bereits beschrieben worden
ist, so daß daher die der Wicklungsstelle benachbarten Rinnen etwas breiter sind
als die Rinnen, die von der Wicklungsstelle einen Abstand haben. Die Berührung des
Kammes mit der Wicklung ist in Fig.4 dargestellt, während eine vergrößerte Ansicht
des Kammes in Fig. 5 gezeigt ist. Bei fortschreitendem Wicklungsvorgang wird die
gelegentlich verlagerte Windung auf dem Kern auf richtigen Abstand dadurch geschoben,
daß die Drahtwindung mit den Seiten der allmählich immer enger werdenden Rinnen
in Berührung kommt. Die Windungen, die an der Auflaufstelle einen ungeregelten Abstand
haben können, werden also bei jeder Umdrehung etwas in ihrer Stellung verbessert,
bis sie beim Austritt aus dem Kamm einen im wesentlichen gleichförmigen Abstand
aufweisen. Die Kammführung ist erfolgreich bei Kernen verwendet worden, die einen
Durchmesser von 5,08 mm haben, auf die ein Widerstandsdraht von 0,02 mm Durchmesser
mit einem Windungsabstand von 0,008 mm aufgewickelt wurde.
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Der Kamm braucht für die jeweilig zu wickelnde Steigung nicht vorgearbeitet
zu werden. Es ist lediglich erforderlich, daß die Kante 56 zu Beginn des Wicklungsvorganges
geradlinig ist und daß die Rinnen oder Nuten in die Kante mit der genauen Steigung
der Wicklung eingeschnitten werden. Eine Lagerhaltung einer großen Zahl von Führungskämmen
für die verschiedenen Steigungen ist also nicht erforderlich, und es ist auch kein
Zeitaufwand notwendig, um einen Führungskamm auf eine bestimmte Steigung zu arbeiten
oder voreinzurichten. Das Formen der Rinnen im Führungskamm durch Anlegen der Kammkante
an die Drahtwindungen entspricht der Aufnahme eines Durchschnittes des Windungsabstandes
und der Verwendung dieses Ergebnisses zur Linearisierung des Windungsabstandes.
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Vorzugsweise wird die Kante des Führungskammes keilförmig ausgeführt,
wie Fig.3 zeigt, jedoch kann natürlich auch eine stumpfe Kante verwendet werden.
Die dünne, keilförmige Kante verschleißt schneller und ergibt außerdem ein stärkeres
Material am Boden der Rinne. Beste Ergebnisse sind erhalten worden, wenn der Führungskamm
in bezug auf den Kern und den zulaufenden Draht so aufgestellt wird, daß die Richtung
des auf den Führungskamm einwirkenden Druckes annähernd 90 Winkelgrade zur Bewegungsrichtung
des zulaufenden Drahtes gerichtet ist, und wenn die Berührungsstelle der Führungskammkante
mit dem zulaufenden Draht etwas vor der Berührungsstelle des zulaufenden Drahtes
mit dem Kern liegt. Diese besondere Anordnung ist vergrößert in Fig.3 dargestellt.
Diese besondere Anordnung ist für die Erfindung jedoch nicht wesentlich, sondern
die Relativstellungen des zulaufenden Drahtes, des Führungskammes und des Kernes
können geändert werden.
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Bei der in Fig.6 dargestellten abgeänderten Stellung des Führungskammes
ist der Führungskamm parallel zum zulaufenden Draht aufgestellt, wobei der Draht
an einer Kante 58 des Führungskammes anliegt, um die Stellung des Drahtes an der
Wicklungsstelle zu regeln. Die Kanten 56 und 58 stehen im rechten Winkel zueinander,
und der zulaufende Draht schleift eine Rinne 59 in die Kante 58. Die Rinne 59 ist
ähnlich den in der Kante 56 befindlichen Rinnen 57.