Spulenwickelmaschine

Inhalt

1. Spulenwickelmaschine
1.1 Aufbau
1.2 Bauteile – Maschine
1.3 Fertige Maschine
1.4 Elektronik
1.5 Bauteile Elektronik
2. Kupferspulenhalter
2.1 Aufbau
2.2 Bauteile – Spulenhalter
2.3 Fertige Aufbau
3. Spulenhalter
4. Video Rundspule wickeln
5. Ferritkerne wickeln
6. Weitere Nachbauten
6.1 Peter’s Wickelmaschine
6.2 Reinhard’s Wickelmaschine – Video Flache Luftspule wickeln
Autor: Arnd Koslowski

1. Spulenwickelmaschine

Es kann sein, das Sie sich selbst eine Spule für ein Projekt wickeln müssen. Ein Beispiel ist der AXIS-Konverter, bei dem 2 Spulen benötigt werden..

Der einfachste Weg ist das Wickeln von Hand, was zeitaufwendig ist. Da es bei einer Spule wichtig ist, das die Spule gleichmäßig gewickelt wird, empfiehlt es sich daher eine Spule mit einer Spulenwickelmaschine anzufertigen.

Die Kosten einer professionellen Maschine liegen bei mehreren Hundert bis Tausend Euro. Das ist nicht unbedingt für jeden zu bezahlen.

1.1 Aufbau

Nachfolgend wird der Bau einer eigenen Wickelmaschine im Detail erklärt, um es jeden mit etwas handwerklichen Geschick zu ermöglichen, sich selbst so eine Maschine zu bauen.

Im Prinzip ist die Maschine aufgebaut wie eine kleine Drehmaschine mit niedriger Drehzahl.

Der Spulenkörper wird entweder auf einer Gewindestange aufgeschraubt und zwischen den beiden Bohrfuttern eingespannt, oder ein Ferritstab wird vorsichtig direkt eingespannt und kann dann gewickelt werden.

Links befindet sich ein SDS-Bohrmaschinenfutter auf einem beweglichen Schlitten. Rechts ist ein SDS-Bohrfutter mit einem kleinen 12V-Getriebemotor verbunden.

Zusätzlich dreht sich rechts über ein Zahnrad ein mechanisches Zählwerk mit, an dem die genaue Wicklungszahl abgelesen werden kann.

Der Motor wird über ein regelbares Netzteil, eine PWM (Drehzahlregulierung) und einem Schalter für die Änderung der Drehrichtung gesteuert. Weiterhin kann der Motor über das gezeigte Fußpedal ein- und ausgeschaltet werden. Dadurch hat man beide Hände frei zum wickeln und kann, wie bei einer Nähmaschine, per Fuß den Wickelprozess starten und beenden.

1.2 Bauteile

Die Spulenwickelmaschine besteht aus folgenden Bauteilen:

• MDF-Platte (60x12cm/Stärke 16mm) – Trägerplatte für den Gesamtaufbau
• MDF-Platte (20x12cm/Stärke 16mm) – Trägerplate für linke Schlitten und Zähler
  MDF-Platte (20x12cm/Stärke 16mm) – Trägerplatte rechts für Motoraufbau
• 2 x MDF-Platte (5 x 12cm/Stärke 16mm) – Erhöhung für Getriebemotor und Elektronik.
• 3 x Makrolonplatten (10 x 12cm/Stärke 10mm) – Halterung für SDS-Bohrfutter und Aufnahme der Kugellager (2 Platten auf dem Schlitten, und einer nach dem Getriebemotor
• 3 x Kugellager (20×10 rund) – Aufnahme SDS-Bohrfutter
• 2 x Miniaturkugellager (A/I/B – 6 x 2,5 x 2,6mm – Conrad) für die Schraube am mech. Zähler.
• 6 x Stuhlwinkel – Halter für Makrolonplatten auf MDF-Platte
  2 x Schubladenschiene (Auszug 17cm) – Für den linken bewegliche Schlitten
• 1 x Stellring 10mm – Für Gegenanschlag SDS-Bohrfutter auf dem Schlitten
  1 x Taumelscheibe aus Makrolon + Madenschraube 3mm- Selbstgebaut. Als Betätigungshebel für den mech. Zähler links. Wir direkt am SDS-Bohrfutter aufgeschraubt.
• Mechanischer Zähler – VOLTCRAFT MC-1
• (Kunststoff)stange (grau mit 2x Madenschraube) zwischen Getriebemotor und SDS-Bohrfutter – Für Anschluss SDS-Bohrfutter am Getriebemotor. TIPP: Wenn möglich aus Metall anfertigen, da die Kunststoffstange mit der Zeit ausgeschlagen wird.
• Weitere Zubehör: Gewindestangen, Muttern, Unterlegscheiben, Einschlag-hülsen 5mm.

Die benötigten Bauteile für die Elektronik werden in Kap. 1.3 beschrieben.

1.3 Fertige Maschine

Im den folgenden Bildern ist die fertige Spulenwickelmaschine zu sehen. Einmal mit und einmal ohne Beschreibung der Komponenten. Der mechanische Zähler wurde auf der linken beweglichen Platte mit aufgebaut. Dadurch fallen weniger Bauteile wie Ritzel an:

In der folgenden Galerie finden Sie noch einige Detailbilder der leicht umgebauten und fertigen Maschine.

Wie zu erkennen, wurde die große Hauptplatte noch einmal durchgesägt, und mit Flacheisen miteinander verschraubt. So ist es jederzeit möglich, die beiden Hauptplatten auseinander zu schrauben um Langspulen von mehr als 20-30cm Länge zu wickeln. Nach dem wickeln der Langspulen können beide Hauptplatten wieder miteinander verschraubt werden.

Weiterhin hat ein befreundeter Maschinenbauer eine neue Verbindung, des Getriebemotors mit dem rechten SDS-Bohrfutter, aus Metall angefertigt. Diese Verbindung ist stabiler und die Madenschrauben schlagen nicht mehr so schnell aus.

1.4 Elektronik

Ein kleiner Einblick in die Elektronik zeigt das folgende Bild:

1.5 Bauteile – Elektronik

Für die Elektronik wurden folgende Bauteile verwendet:

• Euro-Box – Gehäuse
• 12V PWM-Steuerung
• Kippschalter (links) – Für den Drehrichtungswechsel
• Kippschalter (rechts) – Ein-Ausschalter
• Drehknopf für PWM-Steuerung
• Hochstrombuche und Stecker (gelb) – Für Anschluss Fußpedal
• Cinchstecker und Buchse – Für Anschluss Getriebemotor
• Getriebemotor 12V
• Strombuchse 5,5mm metall – Für Anschluß Universalnetzteil
• Universal-Steckernetzteil 12V/1,5A
• Fußpedal – Tasterfunktion
• Weitere Zubehör: Einige Meter Doppellitze für Fußpedal

2. Kupferspulenhalter

Zum wickeln einer Spule muss der Kupferdraht während des aufwickelns gespannt sein. Daher wird neben der Spulenwickelmaschine noch ein Kupferspulenhalter benötigt.

2.1 Aufbau

Die Kupferspule wird dazu in einer Haltevorrichtung eingespannt. Dadurch hat sie eine gewisse Vorspannung während des wickelns. Für eine weitere Spannung des Drahtes sorgt eine Umlenkrolle, über die der Kupferdraht geführt wird.

Die Umlenkrolle sollte aus Kunststoff sein, damit der Kupferlackdraht beim vorbeiführen nicht beschädigt wird.

Das folgende Bild zeigt den möglichen Aufbau solch einer Halterung. Die Polycarbonatplatten können ebensogut aus Holz oder Metall gefertigt werden.

2.2 Bauteile – Spulenhalter

Der Spulenhalter besteht aus folgenden Bauteilen:

• Holzplatte (80x20cm) – Hauptträgerplatte
• Holzplatte (6x10cm) – Halteplatte für Spulenhalter
• Metallwinkel – Für Verschraubung beider Holzplatten
• Gewindestange 6mm (12cm lang) – Aufnahme für Kupferdrahtspule
• Kunststoffrohr 6/10mm (5.6cm lang) – Dient als Füllrohr, da der Spulenkörper einen Innendurchmesser der Achse von 11,5mm und nicht 6mm hat.
• Einschlaghülse 6mm – Wird in die senkrecht stehende Holzplatte von außen eingeschlagen und dient der 6mm-Gewindestange als Aufnahme.
• Feder (ca. 0,8 x 2cm) – Um die Unterlegscheibe und die Flügelmutter an den Spulenkörper anzupressen.
• Flügelmutter – Zum regulierung des Anpressdruckes an die Spule.
• Gewindestange 5mm – Die schräge Stange im Bild unten, als Spannvorrichtung für den Kupferdraht.
• Kleine Seilrolle – Zu sehen an der Gewindestange. Die Rolle besteht aus Kunststoff, damit dfer Kupferdraht beim abwickeln nicht beschädigt wird.
• Weitere Zubehör: Mehrere Muttern und Unterlegscheiben M6 sowie Holzschrauben für die Winkel.

2.3 Fertige Aufbau

Nachfolgend ist der fertige Aufbau des Drahtspulenhalter zu sehen. Der Aufbau ist etwas anders, als im Prinzipschaubild oben.

3. Spulenhalter

Wie Sie Spulenhalter selbst anfertigen können, wird unter MinoTech beschrieben unter Spulenhalter

4. Video Rundspule wickeln

Eine kurze Funktionsbeschreibung der Spulenwickelmaschine, und das wickeln einer zweilagigen Rundspule zeigt das folgende Video.

Spulenwickelmaschine selber bauen – Spule wickeln

5. Ferritkerne umwickeln

Neben Gewindestangen und anderen Rundmaterialien, lässt sich auch ein Ferritkern gut in die beiden Bohrfutter einspannen und wickeln. Das sich Ferritkerne direkt und gut wickeln lassen wird im oberen Video erwähnt und auf dem folgenden Bild gezeigt:

Es ist nur beim einspannen des Ferritkernes darauf zu achten, die beiden Bohrfutter nicht zu stark anzuziehen. Ansonsten kann der spröde Ferritkern leicht brechen. Ggf. kann der Kern zum Schutz vor dem einspannen, an den beiden Enden auch mit Isolierband umwickelt werden.

6. Weitere Nachbauten

Hier finden Sie Nachbauten anderer Konstrukteure, der hier gezeigten Spulenwickelmaschinen.

6.1 Peter’s Wickelmaschine

Peter’s Nachbau der Spulenwickelmaschine ist eine schöne und konsequente Verbesserung der Spulenwickelmaschine. Im folgenden Bild ist der Nachbau zu sehen:

Die Unterschiede sind:

1. Er hat die Elektronik nicht direkt auf der Maschinenplatte angebracht, sondern geht nur mit den Motorkabeln an die Maschine.
2. Es wurden keine Stellringe zum fixieren der Achsen verwendet, sondern ein Rohr aufgeschrumpft. (Details im folgenden PDF-Dokument).
3. Auf der linken SDS-Bohrfutterhalterung hat er die beiden Achshalteplatten weiter auseinander gesetzt, was zu einem besseren Geradeauslauf führt.

Alle Details zum Aufbau und Hinweise zum aufschrumpfen können dem folgenden PDF-Dokument entnommen werden.

Peters Wickelmaschine
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6.2 Reinhard’s Wickelmaschine – Flache Luftspule wickeln

Hier beobachten wir wie man eine flache Luftspule wickeln kann. Die Seitenteile sind aus Holz. Der mechanische Zähler sorgt für immer die gleiche Windungszahl. Der Antrieb ist ein kleiner Gleichstrom Getriebemotor mit Fußschalter. Die Geschwindigkeit wird durch ein regelbares Netzgerät bestimmt. Ansonsten benötigt man etwas Übung um die Lagen einigermaßen ordentlich zu bekommen. Am Schluss werden die Spulen mit Klebeband fixiert.

Spulen selber wickeln – mit eigener Spulenwickelmaschine