CH664041A5

CH664041A5 - METHOD FOR THE LAYER WINDING OF COILS FOR ELECTRICAL DEVICES.

Info

Publication number: CH664041A5
Application number: CH58684A
Authority: CH
Inventors: Bruno Fischer
Original assignee: Micafil Ag
Priority date: 1984-02-08
Filing date: 1984-02-08
Publication date: 1988-01-29
Also published as: DE3414301A1

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur lagenweisen Wicklung von Spulen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The present invention relates to a method for winding coils in layers in accordance with the preamble of patent claim 1.

Beim Wickeln von elektrischen Spulen, beispielsweise Lagenspulen mit Rund- oder Flachdrähten für Verteilertransformatoren, Drosselspulen und dgl. ist es üblich, dass das Wickeln des Leiters sowie das Zuführen und Wickeln der Lagenisolation automatisch erfolgt, wobei jedoch für die in voller axialer Spulenbreite zugeführte Isolationsbahn eine Querschneidevorrichtung erforderlich ist, welche die Isolationsbahn nach und nach in Teilabschnitte aufteilt. Bevor jeweils die Lagenisolation zur Spule zugeführt wird, muss die Drahtzuführung jeweils unterbrochen werden. Der Arbeitsablauf muss von der Bedienung genau überwacht werden, wobei die Isolationsbahnabschnitte jeweils nach festgelegter Anzahl von Drahtwindungen aufgebracht werden. Eventuelle Fehler können nur schwer behoben werden. Die Leiterwicklung muss oft gestoppt werden, so dass bei diesem Fertigungsablauf verhältnismässig hohe Verlustzeiten in Kauf genommen werden müssen. Zur Bildung der Rand-abstützungen sind an der Wickelmaschine zwei Vorratsrollen mit Randabstützungsstreifen vorgesehen. Vor Beendigung jeder Spulenlage wird der Drahtvorschub gestoppt und der entsprechende Streifen zur Randabstützung von der Rolle von Hand abgezogen, an das entsprechende Spulenende angelegt und gegebenenfalls gleichzeitig angeklebt, wobei das abgeschnittene Streifenende an der Spule fixiert wird. Erst dann kann wieder die parallel verlaufende Leiterwicklung gewickelt werden. When winding electrical coils, for example layer coils with round or flat wires for distribution transformers, choke coils and the like, it is common for the conductor to be wound and for the layer insulation to be fed and wound automatically, although one for the insulation path fed in the full axial coil width Cross-cutting device is required, which gradually divides the insulation sheet into sections. Before the layer insulation is fed to the coil, the wire feed must be interrupted. The operation must be closely monitored by the operator, with the insulation sheet sections being applied according to a specified number of wire turns. It is difficult to fix any errors. The conductor winding often has to be stopped, so that relatively high loss times have to be accepted in this production process. To form the edge supports, two supply rolls with edge support strips are provided on the winding machine. Before each layer of coils is finished, the wire feed is stopped and the corresponding strip for edge support is pulled off the roll by hand, placed on the corresponding end of the coil and optionally glued at the same time, the cut end of the strip being fixed to the coil. Only then can the parallel conductor winding be wound again.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zu schaffen, mit welchem die Lagenspulen im kontinuierlichen Arbeitsablauf gefertigt werden können, wobei sowohl die Leiterwicklung als auch die Isolationswicklung bzw. die Bewicklung der Randabstützungen gleichzeitig vollautomatisch gebildet werden sollen, wodurch die Produktion wesentlich erhöht und bedienungsbedingte Fehler weitgehend vermieden werden sollen. It is therefore an object of the present invention to provide a method by means of which the layer coils can be manufactured in a continuous work process, both the conductor winding and the insulation winding or the winding of the edge supports being formed fully automatically at the same time, as a result of which the production is increased significantly and is dependent on operation Errors should be largely avoided.

Die vorgenannte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte sind Gegenstand des abhängigen Anspruches 2. The aforementioned object is achieved by the characterizing features of method claim 1. Further advantageous method steps are the subject of dependent claim 2.

Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht insbesondere darin, dass sowohl die überlappend aufgebrachte Lagenisolation als auch die Randabstützungen mittels derselben schmalbandförmigen Isolationswicklung erfolgen, die der Leiterwicklung voreilt. Dadurch ist es möglich beim Spulenaufbau die Arbeitsabläufe so aufeinander abzustimmen, dass sowohl die Leiterwicklung als auch die Isolationswicklung bzw. die Bildung der Randabstützungen gleichzeitig vollautomatisch ablaufen, wodurch die Produktion bei gleichzeitiger Qualitätsverbesserung wesentlich erhöht wird. Das bisher erforderliche Trennen der Isolationsbahn in einzelne Isolationsabschnitte sowie das Trennen der Isolationsstreifen zur Bildung der Randabstützungen entfällt vollständig, so dass Fehlerquellen durch immer wieder neues Anlegen und Fixieren des Isolationsmaterials an die Spule wegfallen. The advantage of the method according to the invention is in particular that both the overlapping layer insulation and the edge supports are carried out by means of the same narrow-band insulation winding that leads the conductor winding. This makes it possible to coordinate the work processes when building the coil so that both the conductor winding and the insulation winding or the formation of the edge supports run fully automatically at the same time, which significantly increases production while at the same time improving quality. The previously required separation of the insulation sheet into individual insulation sections and the separation of the insulation strips to form the edge supports are completely eliminated, so that sources of error due to repeated application and fixing of the insulation material to the coil are eliminated.

In der Zeichnung ist neben der Anordnung der Bandverlegeeinheit auf einer an sich bekannten Horizontalwickelmaschine auch eine verfahrensgemäss hergestellte Lagenspule teilweise schematisch dargestellt. In addition to the arrangement of the tape laying unit on a horizontal winding machine known per se, the drawing also partially schematically shows a layered bobbin produced according to the method.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 einen Grundriss einer Horizontalwickelmaschine mit Draht- und Band-Verlegeeinheiten und Fig. 1 is a plan view of a horizontal winding machine with wire and tape laying units and

Fig. 2 einen Längsquerschnitt einer teilweise dargestellten nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Lagenspule. Fig. 2 shows a longitudinal cross section of a layered coil partially shown by the inventive method.

Gemäss Fig. 1 ist mit 1 eine Horizontalwickelmaschine bezeichnet, die für das Wickeln von Lagenspulen 17, beispielsweise Transformatorspulen, ausgerüstet ist. Die Lagenspule 17 ist zwischen Spitzen 4, 4' eines Antriebsstockes 2 bzw. eines Gegenhalters 3 eingespannt. Eine Steuerung 5 überwacht und steuert mittels eines Microcomputers sowohl eine Drahtverlegeeinheit 6 als auch eine Bandverlegeeinheit 10. Der von einem nicht dargestellten Drahtvorrat zu der Drahtverlegeeinheit 6 zugeführte Leiter 9 wird über Leitrollen und über eine mit einer Drahtumschlingungsbremse versehene Drahtspannung 7 und mittels einer Drahtführungsrolle 8 zur Lagenspule geführt und auf dieser aufgewickelt. Die Bandverlegeeinheit 10 besteht vorzugsweise aus mehreren, beispielsweise drei schmalbandförmigen Vorratsrollen 12a, 12b, 12c, wobei die schmalförmigen Isolationsbänder 15a, 15b, 15c zuerst nebeneinander zu einer Bandspannung 13 und einer Bandüberwachung 14 geführt und über Bandumlenkungen 16 so umgelenkt werden, dass die Bänder übereinander verlaufen und über Führungsrollen 11 der Lagenspule 17 zugeführt und auf diese gewickelt werden. 1, 1 denotes a horizontal winding machine which is equipped for winding layer coils 17, for example transformer coils. The layer coil 17 is clamped between tips 4, 4 'of a drive stick 2 or a counter-holder 3. A controller 5 monitors and controls both a wire laying unit 6 and a tape laying unit 10 by means of a microcomputer. The conductor 9 fed from a wire supply (not shown) to the wire laying unit 6 is fed via guide rollers and via a wire tension 7 provided with a wire wrap brake and by means of a wire guide roller 8 Layer spool guided and wound on this. The tape laying unit 10 preferably consists of several, for example three, narrow-band storage rolls 12a, 12b, 12c, the narrow-shaped insulating tapes 15a, 15b, 15c first being led next to one another to a tape tension 13 and a tape monitor 14 and being deflected via tape deflections 16 such that the tapes are one above the other extend and fed via guide rollers 11 to the layer coil 17 and wound onto it.

Aus der in der Fig. 2 teilweise gezeigten Lagenspule 17 ist der Aufbau nach gewickelten sechs Lagen zu ersehen, wobei vor Beginn der eigentlichen Bewicklung auf den Spulenanfang eine mit einem Schlitz zur Drahtzuführung versehene Manschette 18 von der Höhe einer Leiterlage, die zur Wicklungsbegrenzung als Randabstützung dient, aufgesetzt wird. Das Isolationsmaterial, beispielsweise bestehend aus drei schmalbandförmigen Isolationsbändern 15a, 15b, 15c, wird der zu bewickelnden Spule 17 getrennt zur Leiterwicklung 9' kontinuierlich zugeführt, From the layer coil 17 partially shown in FIG. 2, the structure can be seen after wound six layers, with a sleeve 18 provided with a slot for wire feeding and having the height of a conductor layer, which serves to limit the winding as an edge support, before the actual winding onto the beginning of the coil serves, is put on. The insulation material, for example consisting of three narrow-band insulation tapes 15a, 15b, 15c, is continuously fed separately to the coil 17 to be wound to the conductor winding 9 ',

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

664 041 664 041

wobei die Isolationswicklung 15 der Leiterwicklung 9' voreilt und zwar derart, dass die schmalbandförmige Isolationswicklung 15 in Axiallänge der Spule 17 überlappend mit variabel einstellbaren Überlappungsbreiten gewickelt wird. Bei Erreichen des Spulenlagenendes übergeht die voreilende Isolationswicklung 15 in eine stationäre Bewicklung zur Bildung einer Randabstützung 19 von der Höhe von zwei Leiterlagen, wobei gleichzeitig mit der Beendigung der Randabstützung 19 die Leiterwicklung 9' das Spulenlagenende erreicht und sich an der inzwischen gebildeten Randabstützung 19 abstützt. Nachfolgend eilt in entgegengesetzter Richtung die Isolationswicklung 15 der Leiterwicklung 9' wiederum vor und in ähnlicher Weise werden alle Spulenlagen der Spule 17 aufgebaut, wobei die letzte Randabstützung 19' der letzten Spulenlage von der Höhe einer Leiterlage gebildet wird. Durch Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit kann die Lagenisolation 15 verschieden dick, beispielsweise gemäss Fig. 2 keilförmig, auf der Spule 17 aufgebracht werden. Sowohl die Lagenwicklung 15 als auch die Randabstützungen 19, 19' werden mittels eines Isolationsbandes, welches aus einem oder mehreren schmalförmigen Isolationsbändern 15a, 15b, 15c besteht, gebildet, wobei eine einzige Bandverlegeeinheit 10, die parallel zu der Drahtverlegeeinheit 6 angeordnet ist, vorgesehen ist. Die Breite der Isolationsbänder 15a, 15b, 15c entspricht der Breite B der Randabstützungen 19, 5 19'. Da die Breite B der schmalförmigen Isolationsbänder 15a,15b, 15c dadurch vorgegeben ist, wird die Gesamtbanddicke berechnet und so angepasst, dass die für die entsprechende Anzahl Leiterwindungen je Lage erforderliche Lagenisolation 15 einschliesslich der Randabstützungen 19,19' aufge-lo bracht werden kann. Dementsprechend wird das Isolationsmaterial der an der Spule 17 auftretenden variablen Spannung und der Höhe der Randabstützungen 19, 19' aus vorzugsweise mehreren übereinander zugeführten schmalförmigen Isolationsbändern 15a, 15b, 15c mit gleicher und/oder verschiedener Dicke i5 zu einer vorbestimmten Banddicke kombiniert. the insulation winding 15 of the conductor winding 9 'leads in such a way that the narrow-band-shaped insulation winding 15 is wound overlapping in the axial length of the coil 17 with variably adjustable overlap widths. When the end of the coil layer is reached, the leading insulation winding 15 changes into a stationary winding to form an edge support 19 of the height of two conductor layers, with the conductor winding 9 'reaching the end of the coil layer' and ending on the edge support 19 which has now been formed, when the edge support 19 ends. Subsequently, the insulation winding 15 of the conductor winding 9 'leads again in the opposite direction and all coil layers of the coil 17 are constructed in a similar manner, the last edge support 19' of the last coil layer being formed by the height of a conductor layer. By changing the feed rate, the layer insulation 15 can be applied to the coil 17 in different thicknesses, for example in the form of a wedge according to FIG. 2. Both the layer winding 15 and the edge supports 19, 19 'are formed by means of an insulating tape, which consists of one or more narrow-shaped insulating tapes 15a, 15b, 15c, a single tape laying unit 10, which is arranged parallel to the wire laying unit 6, being provided . The width of the insulating tapes 15a, 15b, 15c corresponds to the width B of the edge supports 19, 5 19 '. Since the width B of the narrow insulation strips 15a, 15b, 15c is predetermined, the total strip thickness is calculated and adjusted so that the layer insulation 15 required for the corresponding number of conductor turns per layer, including the edge supports 19, 19 ', can be applied. Accordingly, the insulation material of the variable voltage occurring on the coil 17 and the height of the edge supports 19, 19 'are preferably combined from a plurality of narrow-shaped insulation tapes 15a, 15b, 15c fed one above the other with the same and / or different thickness i5 to a predetermined tape thickness.

Der Erfindungsgegenstand ist auf die vorbeschriebene Art nicht beschränkt. So könnten, beispielsweise Lagenspulen 17 von beliebiger Form mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften nach diesem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt 20 werden. The subject matter of the invention is not limited to the type described above. For example, layer coils 17 of any shape with different electrical properties could be produced 20 using this method according to the invention.

v v

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

664 041 2 PATENT CLAIMS

1. Method for layer-by-layer winding of coils for electrical devices, an insulation winding being provided between two of the conductor windings in such a way that the insulation winding is wedge-shaped over the axial length of the coil, and the thickness of the insulation at points with increasing electrical voltage increases and decreases in places with decreasing tension, characterized by the following process steps:

a) before the start of the winding, a sleeve (18) with a slot for wire feed and with the height of a conductor layer, which is used to limit the winding as an edge support, is placed on the start of the coil,

b) the insulation material (15a, 15b, 15c) is continuously fed to the coil (17) in narrow-band form separately to the conductor wire (9),

c) the insulation winding (15) leads the conductor winding (9 ') in such a way that the narrow-band-shaped insulation winding (15) is wound overlapping in the axial length of the coil (17) with variably adjustable overlap widths, and d) the leading end is reached when the coil layer end is reached Insulation winding (15) changes into a stationary winding to form an edge support (19) from the height of two conductor layers,

e) wherein at the same time as the edge support (19) ends, the conductor winding (9 ') reaches the end of the coil layer and is supported on the edge support (19), and f) the insulation winding (15) of the conductor winding (9') in turn in the opposite direction advanced and all coil layers of the coil (17) are constructed in a similar manner, the last edge support (19 ') of the last coil layer being formed by the height of a conductor layer.

2. The method according to claim 1, characterized in that the insulation material corresponding to the variable voltage occurring at the coil (17) and the height of the edge supports (19, 19 ') from a plurality of narrow-band-shaped insulation tapes (15a, 15b, 15c) fed one above the other is combined with the same and / or different thickness to a predetermined strip thickness.