Ringkern-Wickelmaschine

[Rumgucker]

Hallo Forum,

manche Ringkerne benötigen viele Windungen. Spätestens ab  dreistelligen Windungsanzahlen wünscht man sich eine Ringkernwickelmaschine.

Die einzige Lösung, die ich bisher kannte, waren Maschinen mit Orbitalrad. Dabei wird durch den Ringkern eine Art Hohlrad gefädelt und dann dieses Rad mit Draht befüllt. Nach der Befüllung wird dann der Draht vom Hohlrad nach und nach auf den Ringkern umgewickelt.

Mittlerweile gibt es auch Patente für Maschinen, die ohne dediziertes Orbitalrad auskommen. Bei denen wird dessen Wirkungsweise mit vielen kleinen Umlenkrollen nachgeahmt, die eine Drahtrolle trägerfrei durch den Kern führen.

All diesen Maschinen gemein ist der kleine zu bewickelnde Ringkern, der von drei Rollen langsam gedreht wird, während eine verhätnismäßig riesige Drahtspule komplett durch den Ferritkern durchrotiert und dessen Draht sich dabei Windung für Windung um den Kern schlingt. Und den Maschinen gemein ist ein erheblicher Aufwand an Rädern, Rollen, Hebeln, Motoren und Rutschkupplungen.

Ich hielt das für ein Naturgesetz. Ringkernwickelmaschinen kosten tausende von Euros, brauchen Drehstrom und einen Betonfußboden zum sicheren Stand. Also nichts für uns Bastler.

Bis ich in der Electronics 1956 diesen beiläufigen Text-Auszug entdeckte:


  rk_winder.pdf (Größe: 170,4 KB / Downloads: 167)

Ich kann nicht verstehen, wie diese kleine Maschine Ringkerne wickeln kann!

Zwar sehe ich die drei bekannten Rollen zum Drehen des Kerns, von denen die obere Rolle zum Wechsel des Kerns ausgeschwenkt werden kann und von der hinteren Spindel angetrieben wird.

Aber ansonsten fehlen alle Merkmale der mir bekannten Maschinen.  Wo ist das das ausladende Orbitalrad? Und wieso wirkt das Ding auf dem grottigen Foto so simpel? Ich hab Sorge, dass Herr Kurz seinen Geniestreich mit ins Grab genommen hat.

Habt Ihr ne Idee, wie das Gerät arbeitet?

Viele Grüße

Wolfgang

[Daniel]

Mir ist ein nicht dokumentierter Versuch zum Draufwickeln auf einen Ringkerntrafo.
Dieses bewerkstelligte ich mit 3 Nadeln, welche mit offener Öse und um 90 ° versetzt den Draht um die Spule klopfte.
Leider nur manuell. War aber bei 1 mm² Cu-Draht dennoch eine Hilfe.

Bei dem Teil im Bild eher???

[Juan1]

schaut doch mal in you tube. Da gibt es etliche dieser dinger in action.

[Rumgucker]

Hallo Daniel,

Du meinst wahrscheinlich Maschinen mit Fanghaken. Ja. Die gibt es auch. Wie riesige Nähmaschinen angeln die sich den quer über dem Ringkern liegenden Draht und ziehen ihn nach unten weg. Entweder legt man ihn dann wieder von Hand quer über den Kern oder hat eine mörderische Mechanik vor sich.

Nach meinem Gefühl fehlt der gezeigten Maschine dazu die Tiefe und der Hakenantrieb. Aber vielleicht hast Du recht.

Viele Grüße

Wolfgang

[Daniel]

Weil ich dicken Draht aufwickeln musste, habe ich das mit den haken gelöst, immer wenn einer dran war gab es einen gezielten Schlag mit dem Hammer.


So gehts sicher am besten.

[Rumgucker]

Hallo Jürgen (ich hatte Dich zuvor irrtümllich mit Deinem Nick angeschrieben - sorry),

das von Dir verlinkte Orbitalrad ist sehr frickelig. Erstmal muss man es öffnen können. Dann befindet sich im Rad normalerweise noch ein zweites - frei gleitendes - Hohlrad und und eine komplizierte Drahtumlenkung. Das alles muss zusammen mit den schon verlegten Drahtschlaufen durch ein Ferritkernloch hindurch passen, das meintwegen nur 10 mm Durchmesser hat. Schnell kommt man dann dazu, dass jeder Kern sein eigenes spezielles Orbitalrad benötigt. Bei kleinen Kernlochdurchmessern sind derartige Räder fragil und komplex.

Ich hab keine Ahnung von Mechanik. Aber mein Gefühl sagt mir, dass das auch besser gehen muss.

Die im Startbeitrag gezeigte simpel erscheinende Handmaschine macht auf mich den Eindruck, dass sie weder mit Fanghaken noch mit Orbitalrad arbeitet.

Viele Grüße

Wolfgang

[scotty †]

Hallo Wolfgang,
ich habe mir den Text durchgelesen, in dem die ominöse Maschine beschrieben wird, nachdem ich einen ersten Blick auf das Foto geworfen hatte. Ich muß Dir leider sagen, dass das Konstrukt nichts mit einer Wickelmaschine für Ringkerntrafos zu tun hat, sondern eine mechanisch ziemlich aufwendige Apparatur für das Wickeln von Kreuzspulen ist. Laut Text speziell für "interstage transformers in video amplifiers of b/w and colour TV- Sets", also für Bandfilter- oder Koppeltrafos in Videoverstärkern von TV- Geräten. In dieser Zeit der 50er Jahre ist noch nichts von Ringkerntrafos zu spüren.
Im Text wird gut erklärt, dass es hier um das Fertigen von einzelnen Kreuzwickelspulen geht, die dann übereinander gesetzt einen Transformator für das Videosignal ergeben sollen. Ein Großteil der Mechanik dient dazu, "uniform spaces", also gleichförmige Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen zu erzeugen, also eine kapazitätsarme und stabile Kreuzwicklung aus sehr dünnen Drähten zu erzeugen. Denn ein Draht mit der amerikanischen Bezeichnung AWG52, der hier beschrieben wird, ist umgerechnet nur 0,02mm dick!
"toroid" heißt hier einfach nur "runde Spule", währenddessen im heutigen Sprachgebrauch mit "toroid core" eben ein Ringkern bezeichnet wird.

[Rumgucker]

Hallo Wolfram,

ich muss mich entschuldigen! Ich war so geblendet und begeistert von der Maschine, dass ich einfach annahm, dass Ihr den Ringkern, der von den bei Ringkernwickelmaschinen typischen drei Rollen gedreht wird, ebenso seht, wie ich selbst:


  kern.png (Größe: 202,33 KB / Downloads: 544)

In meiner Fassungslosigkeit über die Maschine hatte ich aber den restlichen Artikel ausgeblendet und ihn Euch regelrecht vorenthalten. Hätte ich ihn gezeigt, hätte ich Dir die Übersetzungsarbeit ersparen können, Wolfram. Trotzdem vielen herzlichen Dank.


  toroids.pdf (Größe: 628,92 KB / Downloads: 43)

Es geht also tatsächlich um die uns bekannten Ringkerne.

Die Jahre ab 1950 bis 1970 war die Blütezeit dieser Kerne. Die Transistoren waren noch leistungsschwach. Industrielle und militärische Leistungselektronik werkelte damals viel mit "saturable cores" und "reactors" in Magnetverstärkern herum, die vorzugsweise aus Ringkernen gefertigt wurden. Auch die ersten brauchbaren Digitalspeicher wurden damals aus matrixförmig angeordneten und übereinander gestapelten Ringkern-"Stacks" der Öffentlichkeit vorgestellt. Man könnte die Liste ewig forführen.

Diese Blütezeit endete nach Erfindung der Thyristoren und der integrierten Halbleiterspeicher.

Viele Grüße

Wolfgang

[scotty †]

Hallo Wolfgang,
ich bin nicht enttäuscht, nur ein wenig verwundert, dass für kleine HF- und NF- Ringkernübertrager mit den doch relativ wenig Windungen eine solch aufwändig konstruierte Maschine entwickelt wurde, dem Anschein nach nicht für die Serienproduktion, sondern vielleicht für den Musterbau gedacht war.
Da ich schon seit Längerem an einer Kreuzwickelmaschine baue, habe ich den Ringkern zwischen den drei Rollen als freitragenden Kreuzwickel interpretiert. Durch die Rasterung des Druckbildes und einige möglicherweise nachtragliche draufretuschierte Strichlein an dem Bauteil, was scheinbar durch den Kern geht, ließ es diese Deutung für mich zu.

Auf jeden Fall hat die ganze Sache nichts mit dem Wickeln von großen Ringkernnetztransformatoren zu tun. Trotzdem vielen Dank fürs zeigen!

[Daniel]

Wickelmaschine
Eine Vorrichtung, die mit Draht Nr. 52 umwickelt ist und einen gleichmäßigen Abstand zwischen den Windungen aufrechterhalten hat, ist in einer Fotoaufnahme dargestellt bekannt. Um Gleichmäßigkeit in der Wicklung zu erreichen, wird die Spannung auf dem Draht durchgehend aufrechterhalten, so dass der Draht dort verbleibt, wo er liegt.
Dies ist das Hauptmerkmal des Wicklers.
Wenn der Toroid mit der Primärwicklung von der Wickelmaschine entfernt wird, wird er mit einem dünnen Bostick-Zement auf Gummibasis beschichtet.
Der Ringkern wird dann mit einem Streifen weißen "Rayontape" von 1/8 Zoll umwickelt, beginnend an der Stelle an der Primärwicklung und in der gleichen Richtung  gewickelt.

Das Band sollte am äußeren Rand des Toroids eine einzige Dicke haben. Der Sekundärteil wird am selben Ort, an dem der Primärstart beginnt und endet, mit den Windungen der Primärwicklungen gewickelt.

Wenn für das Sekundärteil Runddraht verwendet wird, sollte dies ausreichend sein, so dass auf der Innenseite des Toroids eine geschlossene, einlagige Wicklung entsteht. Wenn ein Flachbanddraht verwendet wird, sollte er auf der Innenseite des Toroids über sich selbst gelegt werden, um eine nahezu vollständige Abdeckung auf der Außenseite des Toroids zu erzeugen.

Transformatoren dieses Typs wurden als Zwischenstufenkopplungsvorrichtungen in Transistor-Videoverstärkern verwendet. Sie finden nun in der industriellen Television-Technik, sowohl im Monocrom als auch im Farbbereich, eine weitere Verwendung, wo ihre Vorteile und als Leitungstreiber gelten???

Hallo Wolfram, ich habe das mal mit  meinem wenig Englisch übersetzt und bin doch der Meinung, dass es Toroidspulen werden.


Das habe ich ausgelesen und  m. M. nun auch in der Zeichnung erkannt???

[Rumgucker]

Hallo liebe Mit-Nachdenker,

einiges wissen wir ja jetzt schon.

Die gezeigte Maschine soll hunderte von Windungen sehr dünnen Drahtes mit gleichen Abständen auf kleine Ringkerne wickeln.

Offensichtlich benötigt sie dazu kein komplexes Orbitalrad, was bei derartigen Maschinen heutzutage "state-of-the-art" ist.

Der dünne Draht, die geringe Bautiefe der Maschine, die hohe Anzahl der aufgebrachten Windungen und die im Artikel gelobte konstante Drahtzugkraft spricht eigentlich auch gegen die Verwendung eines Hakens. Aber eben nur "eigentlich"....

Die drei Rollen, die den Ringkern festhalten und drehen, erscheinen mir klar. Die beiden unteren glänzenden Rollen dienen der Führung des Kernes. Die obere gummierte Antriebsrolle dagegen ist ausklappbar, damit der Kern entnommen werden kann. Wenn man die Rolle zuklappt, rastet ein mit einer Welle verbundenes Zahnrad auf einer Spindel ein. Diese querstehende Spindel sieht man im Hintergrund der Maschine. Diese Spindel wird irgendwie von der Kurbel angetrieben. Vielleicht von einer Kette. Das ist bekannte Technik.

Spannend bleibt das, was wir offensichtlich noch nicht verstanden haben. Wozu dient diese große runde Scheibe rechts vom Ferritkern? Überhaupt wird sich das ganze Geheimnis der Drahtführung m.E. rechts oder unterhalb vom Ferritkern abspielen. Wenn man sich die beeindruckenden Produkte im Artikel betrachtet, dann erfüllt einen das Maschinchen schon mit dem "Haben-Wollen"-Faktor.

Viele Grüße

Wolfgang

[Rumgucker]

Hallo Jürgen,

Dir wollte ich noch ausdrücklich für Deine tolle Übersetzung danken!

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Ich bin aber immer irritiert, wenn ich Deine Beiträge lese. Mein Firefox zeigt stets Fragezeichen an, wo Du offensichtlich Punkte zeigen willst. Ich lese von Dir z.B. sowas: "Das habe ich ausgelesen und  m. M. nun auch in der Zeichnung erkannt???" (endet mit drei Fragezeichen)

Neben "Unicode" hab ich schon alle Textkodierungen erfolglos durchprobiert. Hast Du ne Idee? Ich mach mir Sorgen, dass ich mal ein gewolltes Fragezeichen von Dir überlese.

Viele Grüße

Wolfgang

[Daniel]

m. M. nun auch in der Zeichnung erkannt???"

Hallo,

das ist leicht erklärt, ich bin schon sehr sehr lange in Foren unterwegs.
Dabei bildete sich so einiges heraus an Zeichen - oder Unzeichen.

?  Hier weiß ich nicht viel,  ?? hier noch weniger, hier fast gar nichts ???

m. M. = meiner Meinung...!!!  zur Beachtung

[Rumgucker]

Hallo Jürgen,

Danke für die Erklärung. Nun bin ich auch ein Jürgen-Versteher....

Viele Grüße

Wolfgang

[Rumgucker]

Hallo liebe Mods und Admins,

bitte diesen Thread nicht schließen. Da kommt bestimmt noch was. Ich hab die Maschine ganz oben in meiner ToDo-Liste. Ich wühle gerade relevante Patente aus der Zeit durch. Aber der Groschen will noch nicht fallen. So sehr ich auch presse... Ich bin halt kein Mechaniker, der das gezeigte Gerät wahrscheinlich in wenigen Sekunden durchblickt und erklären kann.

Vielen Dank

Wolfgang

[Daniel]

Hallo,

ich  sehe keinen Grund diesen Thread zu beenden.

Inzwischen habe ich mal begonnen das Nährad zu basteln.
Wenn dieses befriedigend ausgeht mache ich weiter, allerdings eher das Gestell aus Holz.


Sorge bereitet mir der Bezug von Toridkernen.



   


   

[Rumgucker]

Hallo Jürgen,

boah! Wie hast Du denn das so schnell hinbekommen? Ich bin beeindruckt. Sieht sogar richtig schön aus!

Zum Funktionstest kannst Du Dir ja einfach einen Toroid aus Holz dengeln. 

Viele Grüße

Wolfgang

[Daniel]

Hallo,

der dicke Hund kommt noch, die erste Spule wird für grobes> 22 mm Ø Innen.
Ich fange an das Maschinchen aus Holz zu modellieren.
Schweißen in der kalten Garage ist eher nicht so freudig.

Das Problem liegt nach wie vor in der Beschaffung von Kernen. 
Mich lockt es, endlich mal einen Netztrafo mit Ringkern selber zu stricken.

[Rumgucker]

Hallo Jürgen,

kommt da in Dein Orbitalrad noch ein Träger für den Draht rein? Normalerweise ist es ja so, dass das Rad mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird, während der Träger schlupfgetrieben mit variabler Winkelgeschwindkeit rotiert, damit der Draht gespannt bleibt. Etwas auftragen wird auch die Ausleitvorrichtung des Drahtes.

Nackte Netztrafo-Ringkerne gibts nicht an jeder Straßenecke. Aber es gibt sie.

Weiterhin viele Erfolg

Wolfgang

[Daniel]

Hallo,

ich werde in Anlehnung an das Video den Draht in der "Felge" des Orbitalrades, Ø 170 mm
platzieren.
Durchschnittlicher nutzbarer Querschnitt für den Draht etwa 1,6 cm²
= > U = 500 mm, das dürfte für einige Anwendungen genügen.
Eine Fläche als Rechteck gesehen mit etwa 1,6 cm² > bei einem Wickeldrahtdurchmesser von 0,5 mm => 80 Windungen zu je 500 mm.

Jetzt suche ich noch Gummirollen, etwa ÏØ 30 - 40 mm