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Verfahren und Vorrichtung zum wendelförmigen Wickeln eines Metallstreifens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum wendelförmigen Wickeln eines Metallstreifens mit bezüglich der Wendelachse hochkant stehendem Streifenquerschnitt. Dieses Verfahren ermög - licht die Herstellung eines lamellierten Bauteiles, insbesondere eines lamellierten, elektromagnetischen Kernes, der sich z. B. als Stator für einen Elektromotor eignet.
Beim normalen wendelförmigen Wickeln eines Metallstreifens mit bezüglich der Wendelachse hochkant stehendem Streifenquerbchnitt wird die innenliegende Druckzone des Streifens gestaucht und die aussenliegende Zugzone gestreckt, so dass der Querschnitt des wendelförmig gewickelten Streifens von innen nach aussen abnimmt. Umgekehrt kann man einen ursprünglich geraden Metallstreifen durch Streckung einer Randzone in eine wendelförmig gekrümmte Gestalt überführen. Es ist bekannt (vgl. brit.
Patentschrift Nr. 406, 951 und USA-Patentschrift Nr. 2, 845, 555), diese Tatsache in der Weise zur Herstellung von metallischen Streifenwendeln mit hochkant stehendem Streifenquerschnitt auszunutzen, das eine Randzone des Streifens zwischen zwei konischen Walzen hindurchgezogen wird, deren Walzenspalt innen weiter als aussen ist, wodurch die gewünschte einseitige Streckung des Streifenmaterials und wendelförmige Verformung des Streifens bewirkt wird. Selbst wenn man, wie bekannt, die Konizität der Walzen bzw. die Weitenänderung des Walzenspaltes sehr gering bemisst, ergibt sich bei dieser Verfahrensweise unvermeidlich eine ungleichmässige Dicke des zu einer Wendel verformten Streifens, so dass sich nach axialem Zusammenstauchen der Wendel zwischen benachbarten Wendelwindungen aussen unerwünschte Spalte ergeben.
Die Erfindung befasst sich deshalb mit der Aufgabe, einen Metallstreifen derart hochkant zu einer Wendel zu wickeln, dass dabei unerwünschte Querschnittsdeformationen des Streifens vermieden werden und infolgedessen eine gleichmässige Streifendicke in der fertigen Wendel sichergestellt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein dünner Metallstreifen nacheinander in in Abständen voneinander liegenden Punkten erfasst und zum Durchlaufen einer krummen Bahn gezwungen wird und dass der Streifen beim Durchlaufen der krummen Bahn in Dickenrichtung zusammengedrückt wird, so dass die Dicke des Streifens, während dieser die gekrümmte Form annimmt, über die Streifenbreite im wesentlichen gleichmässig gehalten wird.
Eine bevorzugte Ausführungsart dieses Verfahrens besteht darin, dass das wendelförmige Wickeln durch Einführen von Stiften in Öffnungen des Streifens und Bewegen der in Eingriff mit dem Streifen stehenden Stifte längs einer krummen Bahn bewirkt wird, und dass der Streifen beim Durchlaufen der krummen Bahn zusammengedrückt wird, um einen Materialfluss im Streifen hervorzurufen und so die Dicke des Streifens, während dieser eine gekrümmte Form annimmt, im wesentlichen gleichmässig zu halten.
Zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung dient eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch einen rotierenden Teil mit Mitteln zum Erfassen eines Streifens in vorgegebenen Abständen, durch ein nahe diesem rotierenden Teil angeordnetes Gesenk, das eine krumme Bahn für den Streifen bildet, wobei die lichte Weite dieser Bahn kleiner als die ursprüngliche Dicke des Streifens ist, so dass der Streifen zusammengedrückt wird und diese Bahn mit krummer Gestalt und im wesentlichen gleichmässiger Dicke ver- lässt.
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Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen genauestcns erläutert werden. Fig. l zeigt schematisch eine Gesamtansicht einer Vorrichtung gemäss der Erfindung. Fig. 2 stellt einen Abschnitt des genuteten Streifens dar, der in der Vorrichtung nach Fig. 1 hergestellt und verarbeitet wird. Fig. 3 ist eine Draufsicht auf jenen Teil der Vorrichtung nach Fig. 1, in dem das Aufwickeln, Lochen und Ablängen des Streifenmaterials sowie das Verfestigen der abgelängten
Wendel erfolgt. Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Wickelgerätes in Fig. 3. Fig. 5 stellt einen Ab- schnitt des Streifens während des Wickelvorganges dar.
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Gruppe von beweglichen Stiften, die bei der Vorrichtung nach Fig. 4 verwendet werden, samt einer perspektivischen Ansicht von Nocken. welche die Bewegungen der Stifte steuern. Fig. 7 zeigt auseinandergezogen die einzelnen Teile der Vorrichtung nach Fig. 4. Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht des Lochgerätes der Vorrichtung nach Fig. 3. Fig. 9 ist eine in grösserem Massstab gehaltene perspektivische Teildarstellung eines Lochstempelträgers und lässt dessen Lagenbeziehung zu derr in Fig. 8 dargestellten Streifen erkennen. Fig. 10 ist eine Teilansicht der Vorrichtung nach Fig. 3, gesehen in Richtung der Dornachse, aus der die Lagenbeziehung zwischen dem Revolverkopf für die Lochstempelträger und dem Streifen erkennbar ist. Fig. ll ist eine Draufsicht auf die Schere in Fig. 3.
Fig. 12 ist eine in grösserem Massstab gehaltene perspektivische Ansicht. eines der Schneidorgane der Schere und Fig. 13 zeigt die beiden Schneidorgane perspektivisch beim Ablängen eines Streifens.
Fig. l erläutert den Gesamtaufbau einer zur Ausübung der Erfindung geeigneten Vorrichtung. Auf einem Gestell 2 ist eine Spindel montiert, auf der sich eine Vorratsspule aus Streifenmaterial 3 befindet.
Dieses Material besteht aus Metall, etwa aus Kemeisenblech eder Siliziumstahlblech. Die Vorratsspule ist drehbar gelagert, so dass das Streifenmaterial kontinuierlich von der Spule abgezogen werden kann. Der Streifen verläuft dann durch eine Stanze 4, die geeignete Gesenke aufweist, welche an einem Rand des Streifens in gewünschter Weise Nuten einarbeitet.
Fig. 2 zeigt einen kurzen Abschnitt des Streifens 5 nach dessen Durchgang durch die Stanze 4. Der Streifen hat eine gerade Kante 7, einen Vollstreifenteil 6 und am andern Rand eine Vielzahl von Zähnen 8, zwischen denen sich die durch den Stanzvorgang gebildeten Nuten 9 befinden.
Hinter der Stanze können Einrichtungen zum Ausglühen des Streifens zwecks Erweichung seines Materials vorgesehen werden. Im gezeigten Beispiel ist für diesen Zweck im Anschluss an die Stanze 4 ein Glühofen 10 üblicher Bauart angeordnet. Dieser Ofen hat ein Gehäuse, in dem sich eine geeignete (nicht dargestellte) Wärmequelle befindet, um die Temperatur des Streifenmaterials auf einen gewünschten Wert zu bringen, bei der das Material erweicht, so dass die nachfolgende Verarbeitungdesselbener- leichtert wird. Die Erwärmung und spätere Abkühlung des Streifens erfolgt zweckmässig in einer Atmosphäre von inertem Gas, um die Ausbildung einer Oxydschicht am Streifen zu verhindern.
Hinter dem Glühofen 10 sind die wesentlichsten Teile der Vorrichtung nach der Erfindungangeordnet. Der Streifen verläuft zunächst durch das Wickelgerät 11 und nach dem Wickeln des Streifens um einen gerippten Drehdorn 15 werden einzelne Teile des Streifens in dem Lochgerät 12 gelocht, worauf sich der Streifen längs des Domes 15 weiterbewegt, bis er zur Schere 13 gelangt, dienachDurchlaufen einer vorgegebenen Streifenlänge vom Streifenmaterial jeweils eine Wendel 18 vorgegebener Grösse abtrennt. Die so erhaltene Wendel wird am Dorn in einem Verfestigungsgerät 16 axial zusammengepresst, wobei gleichzeitig am Umfang der Wendel eine Längsschweissung oder ein ähnlicher Heft- Verbin- dungsvorgang angewendet wird, um die Wendel zu verfestigen, d. h. in einen starren Bauteil überzuführen.
Das Verfestigungsgerät 16 ist auf einem Drehtisch 17 montiert, der die verfestigte Wendel 18 auf ein Förderband 19 ablegt. Im Anschluss hieran werden die verfestigten Wendeln bzw. lamellierten Bauteile zur Beseitigung der inneren Spannungen im Streifenmaterial durch einen Ofen 20 geleitet, wodurch die elektrischen Eigenschaften des Materials verbessert werden und an den Oberflächen des Streifens eine Isolierschicht aus Oxyd erzeugt wird, was für Statoren von Motoren erwünscht ist.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. l, in welcher der Streifen 5 wendelförmig gewickelt, gelocht und sodann abgelängt wird, um schliesslich in einem weiteren Arbeitsvorgang zu einer kompakten Wendel verfestigt zu werden. Das Streifenmaterial gelangt-zunächst in das Wickelgerät 11, das durch ein geeignetes Antriebsaggregat 14 in Rotation versetzt wird.
Dieses Wickelgerät wird später noch genauer beschrieben. Nach dem Wickeln des Streifens befindet sich dieser auf einem mit Keilnuten versehenen Dorn 15 und bildet eine wendeiförmig lamellierte Baueinheit 22. Mit einer Einzelwindung 23 durchläuft der Streifen sodann das Lochgerät 12. Nachdem Lochen wird der Streifen längs des Domes 15 weiter axial verschoben, so dass eine Einzelwindung 24 des Streifens zwischen den Schneidorganen 35 und 36 der Schere 13 hindurchgeführt werden kann.
Das Lochgerät 12 hat einen mehrere Lochstempel tragenden Revolverkopf 25, der auf einer Welle 26
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sitzt, die an ihrem Ende ein Kettenrad 27 trägt, welches mit Hilfe einer Kette 29 von einem weiteren Kettenrad 28 angetrieben wird. Das Kettenrad 28 sitzt seinerseits auf einer Welle 30 des Antriebsaggregats 14. Auf der Welle 30 ist ein weiteres Kettenrad 44 befestigt, das über eine Kette 45 mit einem Kettenrad 43 gekuppelt ist. Das Kettenrad 43 treibt eine Welle 41 an, die in Wirkverbindung mit den Schneidorganen 35 und 36 der Schere steht. Es ist zu beachten, dass die Schneidorgane 35 und 36 nur in vorgegebenen Zeitabständen betätigt werden, wenn nämlich eine gewünschte Wendellänge durch die Schere durchgelaufen ist.
Um die Schneidorgane 35 und 36 in gewünschtem Sinne intermittierend zu betätigen, sind diese Organe auf Wellen befestigt, die über ein Verzweigungsgetriebe 37 angetrieben werden. Im Eingang des Getriebes 37 befindet sich ein Kegelrad 38, das von einem. auf der Welle 40 sitzenden Kegelrad 39 angetrieben wird. Die Welle 40 steht über eine magnetische Kupplung 42 mit der Welle 41 in Verbindung.
Die magnetische Kupplung 42 soll jeweils nach Durchgang einer bestimmten Wendellänge oder eines be- stimmten Wendelgewichtes zwischen den Schneidorganen 35 und 36 eingerückt werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel dreht sich das Kettenrad 47 in funktioneller Abhängigkeit von der Menge des die Schere durchlaufenden Streifenmaterials. Das Kettenrad 47 ist über eine Kette 49 mit einem weiteren Kettenrad 48 gekuppelt, das an einem Zähler 46 montiert ist, der eine gewünschte Anzahl von Umdre- hungen des Kettenrades 48 abzählt und sodann einen Schalter betätigt, der ein Relais 50 erregt. Sobald das Relais 50 auf diese Weise erregt worden ist, bleibt es für eine bestimmte Zeit in erregtem Zustand, und innerhalb dieser Zeit ist die magnetische Kupplung eingerückt.
Dieses Zeitintervall ist so gewählt, dass die Schneideorgane 35 und 36 der Schere gerade eine vollständige Umdrehung ausführen können. Die auf die geschilderte Weise abgetrennte lamellierte Baueinheit- bzw. Wendel 18 wird auf den Dorn 55 des Verfestigungsgerätes 16 aufgeschoben.
Das Verfestigungsgerät 16 ist mit einer Klemmvorrichtung 56,57 ausgestattet, die hydraulisch betätigt weiden kann und die Wendel 18 axial zusammendrückt. Während dieses Vorganges werden Umfangsteile der Wendel örtlich durch eine geeignete Verbindungseinrichtung 16, beispielsweise durch ein Schweissgerät, miteinander verbunden, um so eine starre Baueinheit zu schaffen. Beim dargestellten Beispiel ist angenommen, dass eine Schweissung in einer inerten Gasatmosphäre erfolgt, durch die eine in axialer Richtung über die Mantelfläche der Wendel 18 verlaufende Schweissraupe gebildet wird.
Die Fig. 4, 5, 6 und 7 zeigen in Detailansicht ein für die erfindungsgemässe Vorrichtung verwendbares Wickelgerät. Gemäss Fig. 4 wird der Streifen 5 kontinuierlich in einen Schlitz 60 eingeführt, der zum Teil durch eine Stützplatte 63 und zum andern Teil durch einen Wickelschuh 64 gebildet wird, der durch (nicht dargestellte) Bolzen od. dgl. mit der Stützplatte verbunden ist. Der Streifen 5 wird so zugeführt, dass er im wesentlichen parallel zur freien Stirnfläche einer drehbaren Wickelscheibe 62 verläuft. In dieser Wickelscheibe 62 sind Mitnehmerstift 65 angeordnet, die den Streifen 5 in Abständen erfassen und ihm eine krumme Bahn aufzwingen.
Diese Stifte sind an der drehbaren Scheibe 62 axial hin-und herbeweglich montiert und ihre Bewegung wird von einer Nockenplatte 61 in der nachfolgend beschriebenen Weise gesteuert.
Gemäss den Fig. 5 und 6 greifen die Stifte 65 während des Wickelvorganges in die Nuten 9 des Streifens 5 ein ; dieser Eingriff erfolgt in einem Bogenbereich von etwa 450. Während dieser Zeit wird das Streifenmaterial zusammengepresst und gezwungen, der krummen Bahn der Stifte zu folgen. Um zu erreichen, dass die Stifte 65 im richtigen Zeitpunkt in den Streifen eingreifen und den Streifen auf der vorgeschriebenen Bahn mit sich führen, ist die schon erwähnte Nockensteuerung vorgesehen. In Fig. 6 ist die Nockenplatte 61 erkennbar, auf der Steuernocken 66 und 67 montiert sind. Jeder Stift 65 hat einen Kopfteil 72 und einen Schaftteil 73. Wie schon erwähnt, sind die Stifte 65 in einer Vielzahl von auf einem Kreisbogen angeordneten Bohrungen der drehbaren Wickelscheibe 62 so montiert, dass sie eine axial hinund hergehende Bewegung ausführen können.
Wenn die Stifte vollkommen in die Scheibe 62 eingedrückt worden sind, so dass ihr Kopfteil nahe der Scheibenoberfläche liegt, so stehen die Schaftteile auf der gegenüberliegenden Seite der Scheibe 62 vor und erfassen jeweils einen Teil des Streifens 5 im Bereich der Nuten 9, die voneinander gemäss Fig. 5 durch Zähne 8 getrennt sind.
In dieser Lage greifen also die Stifte einer ausgewählten Stiftgruppe, die über die drehbare Scheibe 62 vorstehen, in die Nuten des Streifens 5 ein, und da die Wickelscheibe 62 vom Antriebsaggregat 14 (vgl. die Fig. l und 3) angetrieben wird, nimmt sie den Streifen auf einer krummen Bahn mit. Dabei ändert sich natürlich die Gestalt der Nuten 9 allmählich. Nach Durchlaufen eines Bogens ven ungefähr 45 kommen die Hinterkanten der Nuten zum Anliegen an die Stifte und es ist daher erforderlich, die Stifte zurückzuziehen. Aus den Fig. 4 und 5 ist erkennbar, dass zur Regelung des Aussendurchmessers des Streifenmaterials eine auf einem beweglichen Block 86 angeordnete Rolle 87 mit der Aussenkante 7 des
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Streifens 5 in Eingriff steht und so den Verlauf dieser Kante bestimmt.
Die Rolle 87 hat die Aufgabe, dem Streifenmaterial eine solche Bewegung zu erteilen, dass der Streifen nach Aufhören der Vorspannungund dem damitverbundenen Verschwinden der elastischen Verformungskomponente einen gewünschten wen- delförmig gekrümmten Verlauf hat.
Es sind ferner Einrichtungen in Form von Nocken 66 und 67 vorgesehen, welche den Stiften 65 die gewünschte hin-und hergehende Bewegung erteilen. Der Kopfteil 72 jedes Stiftes arbeitet mit der abgeschrägten Stirnfläche 68 des Nockens 66 zusammen. Das Auflaufen des Kopfteiles auf diese Schrägfläche bewirkt, dass der Schaftteil 73 des betreffenden Stiftes aus der drehbaren Wickelscheibe 62 herausgeschoben wird. Nach vollkommenem Herausschieben des Stiftes liegt der Kopfteil 72 auf der ebenen Aussenfläche 69 des Nockens 66 an, welche den Stift in der herausgeschobenen Lage, in der er den Streifen gemäss Fig. 5 durchsetzt, festhält. Der Stift verbleibt sodann während seiner Wanderung über einen Bogenbereich von ungefähr 450 in dieser Lage, worauf er auf die Schrägfläche 70 des Nockens 67 aufläuft.
Diese Schrägfläche 70 erfasst die Schulter des Kopfteiles 72 nach dem Schaftteil 73 und zieht den Stift vom
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an, welche die zurückgezogene Lage des Stiftes sichert. Nach einer vollständigen Umdrehung der Nockeneinheit läuft der Stift wieder auf die Schrägfläche 68 des Nockens 66 auf. Auf diese Weise wird den Stiften periodisch eine hin-und hergehende Bewegung erteilt, die das Wickeln des Streifens auf einen Bogen ermöglicht.
Um den Streifen derart hochkant zu wickeln, dass eine Schmalkante desselben nahe der Achse liegt, um welche der Streifen zu einer Wendel gewickelt wird, d. h., dass die Hauptflächen des Streifens im wesentlichen inNormalebenen zurWendelachse liegen, ist es erforderlich, den Streifen während des Wickelvorganges seitlich abzustützen, um ein Umkippen des Streifens zu verhindern. Diese Aufgabe wird durch den Wickelschuh 64, die Stützplatte 63 und die drehbare Wickelscheibe 62 erfüllt. Fig. 7 zeigt die einzelnen Teile der Vorrichtung nach Fig. 4 auseinandergezogen. Der Antriebsdorn 76 ist mit dem in Fig. 3 dargestellten Antriebsaggregat 14 verbunden. Dieser Dorn erstreckt sich in eine Öffnung der Nockenplatte 61, die als flache Ringscheibe ausgebildet ist und an der die Nocken 66 und 67 mittels Bolzen befestigt sind.
Ferner ragt der Antriebsdorn durch eine Bohrung77 der drehbaren Wickelscheibe 62. Diese Bohrung 77 ist mit einer Keilnut 78 versehen, welche die Antriebsverbindung zwischen dem Dorn 76 und der Wikkelscheibe 62 hergestellt. Die Wickelscheibe 62 hat erhebliche Breite und ist längs eines koaxialen Krei- ses mit einer Vielzahl von Bohrungen versehen, welche die Stifte 65 derart aufnehmen, dass diese inden Bohrungen hin-und hergehende Bewegungen ausführen können. Die Schaftteile dieser Stifte 65 sind so lang, dass sie, wenn die Kopfteile 72 an der Wickelscheibe anliegen, zum Teil an der gegenüberliegenden Seite dieser Scheibe vorstehen und in den Schlitz 60 hineinragen, der zwischen der Wickelscheibe 62, der Stützplatte 63 und dem Wickelschuh 64 vorgesehen ist.
DerSchlitz 60 wird durch eine Ausnehmung im Wickelschuh gebildet und setzt sich aus einem geraden Teil 80 und aus einem gekrümmten Teil 81 zusammen. Die Stifte 65 können in den gekrümmten Teil 81 des Schlitzes hineintreten. Es ist erkennbar, dass während des Wickelvorganges die Stirnfläche der Wickelscheibe 62 und die Teile 63 und 64 eine Abstützung des Streifens bei dessen Überführung in die gekrümmte Gestalt bewirken.
Beim Aufwickeln eines Streifens in der in Fig. 4 dargestellten Weise wird der Streifen erheblichen Beanspruchungen unterworfen, u. zw. solcher Art, dass das Metall im inneren Teil des gekrümmten Streifens einemDruck ausgesetzt ist. Da jedoch der Streifen an dieser Stelle genutet ist, sind die auftretenden Druckspannungen wesentlich geringer als bei einem vollen Streifen. Längs des Aussenumfanges, also an der Kante 7, erfährt das Streifenmaterial eine Zugbeanspruchung, die zu einer Streckung und Dickenabnahme des Streifens führt. Es ist erkennbar, dass infolge des Wickelns des Streifens und der hiedurch verursachten Streckung und Dickenverminderung am Aussenrand ein Steifen ungleichmässiger Dicke erhalten wird.
Um während des Wickelvorganges eine gleichmässige Streifendicke sicherzustellen, ist es zweckmässig, den Streifen seitlich nicht nur abzustützen, sondern auch unter Druck zu setzen, um dadurch ein Fliessen des Materials zu erzwingen.
In einem typischen Anwendungsfall der Erfindung für die Herstellung des Stators eines Motors mit einem Durchmesser von ungefähr 12 cm und einer Länge zwischen 2 und 7 cm wird ein Streifenmaterial mit einer Breite von 3 cm und einer Dicke von ungefähr 0, 6 mm verwendet. Um eine seitliche Pressung des Streifenmaterials zu bewirken, wird für den Schlitz 60 eine lichte Weite von 0, 5 mm gewählt. Um das Einführen des Streifens in den Schlitz zu erleichtern, empfiehlt es sich, den Schlitz zum Maul hin auf eine grössere lichte Weite zu erweitern.
Wenn das Streifenmaterial während des Wickelvorganges hochkant um die Achse des Domes 76 gebogen wird, so erleidet es in der Nähe der Basis der Nuten 8 des
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Streifens, die sich in der Druckzone befindet, an den Stirnflächen Beanspruchungen, die zu einem Materialfluss radial nach aussen zur Kante 7 hin führen. Dadurch wird sichergestellt, dass der Streifen auch nach der Biegung im wesentlichen gleichmässige Dicke hat. Gegebenenfalls kann während des Wickelvorganges ein Schmiermittel zur Kühlung des Materials und zur Schmierung der Oberflächen des Streifens sowie zum Fortspülen von Fremdpartikeln, wie Glühspänen, angewendet werden.
In Fig. 7 ist ferner erkennbar, dass der Wickelschuh 64 eine Ausnehmung 83 aufweist, die ein Bewegungsspiel für den wendelformig gewickelten Streifen nach einem Durchlauf von 2700 um die Wendelachse schafft und ein Abheben des Streifens vom Wickelschuh ermöglicht. Eine weitere Ausnehmung 82 dient zur Aufnahme des Domes 15 (Fig. 3). Schliesslich ist noch eine Ausnehmung 84 vorgesehen, die für das Einsetzen derDurchmesser-Regeleinrichtung dient. Diese Einrichtung besteht, wie schon erwähnt, aus einem Block 86, auf dem eine Rolle 87 montiert ist, welche an der Aussenkante des Streifens anliegt, wenn dieser aus dem Wickelschuh austritt. Die Lage des Blockes 86 kann eingestellt werden, umdem Streifen eine gewünschte Vorspannung zu erteilen.
Mittels dieser Vorspannung wird die teils elastische, teils dauernde Biegung des Streifens so festgelegt, dass nach Aufhebung der Vorspannung der Streifen die endgültige gewünschte Gestalt annimmt.
Um die Vorteile auszunutzen, die beim Wickeln des Stators eines Motors aus einem durchgehenden Metallstreifen erzielbar sind, ist es ferner erforderlich, im Stator durchgehende Bohrungen für Montagebolzen vorzusehen, u. zw. in der Weise, dass die kontinuierliche Vorschubbewegung und das kontinuierliche Wickeln des Streifens am Dorn 15 (Fig. 3) nicht unterbrochen werden müssen. Der Streifen wird dazu ohne Unterbrechung der Drehbewegung der wende1förmigen Wicklung amDom vorzugsweise im Bereich
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ser Löcher während der Bewegung des Streifens. Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht der Einrichtung ; der Dorn 15 greift mit seinen Rippen 15'in die Nuten des Streifens 5, um die Nuten einzufluchten.
Mit der Antriebsvorrichtung 14 in Fig. 3 ist ein Lochstempel tragender Revolverkopf 25 auf Drehung gekuppelt, wobei zwischen der Drehgeschwindigkeit des Domes 15 und der des Revolverkopfes eine bestimmte, nachfolgend genauer erläuterte Beziehung besteht.
Auf dem Revolverkopf 25 sind um 900 gegeneinander versetzt Lochstempelträger 101 angeordnet, die an je zwei radial verlaufenden Führungsstangen-100 hin-und herverschiebbar sind. Die Lochstempelträger 101 sind mit geeigneten Ausnehmungen versehen, in die ein gebogener Teil des Streifens eintreten kann. Während sich der Stempel eines jeden Lochstempelträgers praktisch mit gleicher Geschwindigkeit und in gleicher Richtung auf der gleichen Bogenbahn wie der Streifen bewegt, wird der Lochstempel so betätigt, dass ein vorgegebener Punkt am Streifen gelocht wird.
Die Einrichtung zur Führung. des Lochstempelträgers auf der vorgegebenen Bogenbahn des Streifens umfasst eine Kulisse 102, die mit einer Steuernut 103 ausgestattet ist. Es ist erkennbar, dass der Lochstempelträger 101 an seinen Führungsstangen unter dem Einfluss der Kulissensteuerung eine radiale Verschiebungsbewegung ausführen kann. Vor der Stelle, an der der Streifen gelocht werden soll, erfasst die Kulissennut 103 einen Kulissenabtaster 109 an jenem Stempelträger 101, der die Lochung des Streifens bewirken soll.
In Fig. 9 ist in grösserem Massstab eine perspektivische Ansicht eines Lochstempelträgers während der Lochung eines Streifens dargestellt. Der Lochstempelträger 101 ist mit einer Grundplatte 110 ausgestattet, die geeignete Lagerblöcke 120 trägt, welche von den Führungsstangen 100 durchsetzt werden, so dass sich die Grundplatte 110 radial längs der Führungsstangen bewegen kann, während der Lochstempelträger umläuft. An der Grundplatte 110 sind ein Gesenk 111 und mittels Bolzen ein Stützteil 112 befestigt. Sowohl das Gesenk 111 als auch der Stützteil 112 haben geeignete Ausnehmungen, um den Durchtritt des Lochstempels 113 zu ermöglichen, so dass der Lochstempel zwecks Lochung des Streifens 24 in den zwischen dem Stützteil 112 und dem Gesenk 111 befindlichen Raum eindringen kann.
Zur Betätigung des Lochstempels 113 ist eine Stempelträgerplatte 114 vorgesehen, die in bezug auf die Teile 111 und 112 eine hin-und hergehende Bewegung ausführen kann. Diese Platte 114 trägt den vorspringenden Lochstempel 113 und auf ihrer andern Seite ist eine Steuerplatte 115 befestigt. Um die hin-und hergehende Arbeitsbewegung der Stempelträgerplatte zu ermöglichen, sind Führungsstäbe 116 vorgesehen, auf die Schraubenfedern 117 aufgeschoben sind. Die Stäbe 116 führen die hin-und hergehende Bewegung des Lochstempels und die Federn 117 bewirken, dass die Platten 114, 115 samt dem Lochstempel 113 nach dem Lochvorgang wieder in ihre Ruhelage zurückkehren. Zur Betätigung des Lochermechanismus ist an einem feststehenden Balken 121 eine Steuerrolle 122 angeordnet.
Es ist erkennbar, dass bei der Drehung des Revolverkopfes 25 die Steuerplatte 115 des Lochstempelträgers 101 in Eingriff mit der Rolle 122 steht ; infolge einer geneigten Lage der Oberfläche der Steuer-
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platte wird der Lochstempel 113 durch die entsprechenden Ausnehmungen in den Teilen 111 und 112 gedrückt, so dass er in den Raum zwischen diesen Teilen gelangt und den dort befindlichen Streifen locht.
Nach Beendigung dieses Arbeitsvorganges bewirken die Federn 117, dass der hin-und herbeweglich montierte Lochstempelträger wieder in seine zurückgezogene Ruhelage gelangt. Wie schon erwähnt, soll der Lochstempel den Streifen in vorgegebenen Abständen lochen, damit nach dem Zusammenpressen des gewendelten Streifens zu einer kompakten Statoreinheit die Löcher des Streifens ausgefluchtet sind und durch die so entstehenden durchgehenden Bohrungen Bolzen für Montagezwecke eingeführt werden können. Um dies zu erreichen, ist zwischen dem Streifen 5 und dem Dorn 15 eine positive Mitnahme, etwa durch Rippen 15', erforderlich. Wegen des in Fig. 3 dargestellten Kettenantriebes besteht zwischen dem Dorn 15 und der Drehgeschwindigkeit des Revolverkopfes 25 eine vorgegebene Beziehung.
Durch diese Anordnung werden also die Abstände der einzelnen Löcher so festgelegt, dass die Löcher in der kompakten Wendel fluchten und eine durchgehende Bohrung bilden.
Es ist ferner, wie schon erwähnt, erforderlich, dass die Löcher ohne Behinderung der Drehung des wendeiförmigen Streifens am Dorn ausgestanzt werden. Um dies zu erreichen, nähert sich der Lochstempel zunächst jener Stelle am Streifen, die gelocht werden soll. Der Stempel wandert sodann praktisch auf der gleichen Bogenbahn wie die betreffende Stelle des Streifens und auch mit gleicher Geschwindigkeit wie der Streifen. Während der Aufrechterhaltung dieser Geschwindigkeitsverhältnisse und der erläuterten Beziehungen zwischen der Streifenbahn und der Bahn des Lochstempels wirkt die Steuerplatte mit der schon erwähnten Steuerrolle so zusammen, dass der Stempel den Streifen an der gewünschten Stelle durchlocht.
In Fig. 10 ist eine Teilansicht dargestellt, welche die Einrichtungen zur Aufrechterhaltung der räum-
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winden kann, so dass der Abstand zwischen der Achse des Revolverkopfes und dem Stempelträger veränderbar ist. Die Kulissennut 103 ist in drei gekrümmte Abschnitte 124, 125 und 126 unterteilt. Während der Revolverkopf 25 im Uhrzeigersinn rotiert, läuft die Abtastrolle 109 des Lochstempelträgers 101 in den Nutenabschnitt 124 ein, dessen Krümmungsmittelpunkt auf der Achse des Revolverkopfes liegt. Dadurch kann sich der Lochstempel dem Bogen nähern, der von der zu lochenden Stelle am Streifen 5 beschrieben wird. Sobald der Lochstempel diesen Bogen schneidet, läuft die Abtastrolle 109 in den Abschnitt 125 der Kulissennut 103 hinein, der ebenfalls gekrümmt ist, aber seinen Krümmungsmittelpunkt auf der Achse des Dornes 15 hat.
In diesem Zeitpunkt wandert der Lochstempel 113 praktisch auf dem gleichen Bogen wie die zu lochende Stelle am Streifen 5. Bei Erreichen des Mittelteiles des Nutenabschnittes 125 wird der Lochstempelträger 101 von der Steuerrolle 122 erfasst. Die Rolle 122 läuft auf die schräge Steuerplatte 115 auf, was bewirkt, dass der Lochstempel zu der vorgegebenen Stelle am Streifen vorgeschoben wird und den Streifen an dieser Stelle locht. Hernach bewirken die Federn 117 am Lochstempelträger, dass der Stempel zurückgezogen wird. Die Abtastrolle 109 gelangt in denAbschnitt 126 der Kulissennut 103. Bei dieser Bauweise wird der Streifen in einem vorgegebenen Punkt gelocht und die Aufeinanderfolge dieser Punkte ist so gewählt, dass die Lochungen in der kompakten Wendel eingefluchtet sind und durchgehende Bohrungen bilden.
Da die Vorratsspule 3 in Fig. l Material für eine grosse Anzahl von Wendeln 18 aufnehmen kann, muss das um den Dorn 15 gewickelte Streifenmaterial in Abständen so abgelängt werden, dass Einzelwendeln 18 mit einer vorgeschriebenen Menge an Streifenmaterial anfallen. Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung, welche die Intervalle feststellt, in welchen der sich kontinuierlich drehende wendelförmige Streifen am Dorn 15 abgelängt werden soll, und die auch zur Betätigung der Schneidorgane 35 und 36 der Schere dient, welche dieses Ablängen bewirkt. Der Streifen 24 gelangt zwischen diese Schneidorgane, welche den Streifen ohne Behinderung seiner Rotationsbewegung durchtrennen.
Die Fig. 11, 12 und 13 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Schneidorgane 35 und 36 für das Ablängen des Streifens. In Fig. 11 ist erkennbar, dass der Streifen 24 zwischen den Schneidorganen, deren Schneidkanten einander übergreifen, eintritt. Fig. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht eines typischen Schneidorgans. Dieses hat im allgemeinen zylindrische Gestalt und eine zylindrische Bohrung 140 mit einer Keilnut 141. Diese Bauweise ermöglicht es, das Schneidorgan auf eine Welle aufzuschieben und mittels des Keiles drehfest mit der Welle zu verbinden.
Der Aussenmantel des im wesentlichen zylindrischen Schneidorgans hat einen Flächenteil 142, dessen Abstand von der Achse des Schneidorgans kleiner ist als die Hälfte des Abstandes zwischen den Achsen der Schneidorgane 35 und 36, wenn diese auf parallelen Wellen montiert sind ; auf diese Weise wird zwischen den beiden Schneidorganen ein Spiel-
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raum sichergestellt. Der gekrümmte Flächenteill42 erstreckt sich rings um das Schneidorgan bis zu einem erhabenen Flächenteil 143, der ebenfalls gekrümmt ist, aber grösseren Abstand von der Achse des Schneidorgans hat als der Flächenteil 142. Dies ist in Fig. l1 erkennbar, in der die erhabenen Flächenteile 143 in den Weg des Streifens 24 zwischen den beiden Schneidorganen hineinragen.
Die erhabenen Mantelflächenteile 143 eines jeden Schneidorgans enden in einer Schneidkante 146, die im wesentlichen durch die Schnittlinie der erhabenen Mantelfläche und einer Wendelfläche 145 gebildet wird. Um das erforderliche Spiel für die Schneidkante 146 sicherzustellen, ist das Schneidorgan mit einer Ausnehmung 147 versehen.
Das der Schneidkante gegenüberliegende Ende der Ausnehmung 147 wird von einer Wendelf1äche 148 begrenzt, die auch den Rand des gekrümmten Flächenteiles 142 begrenzt.
Im Betrieb rotieren dieSchneidorgane35 und 36 gegensinnig. Aus diesem Grunde haben die Schneidkanten 146 der beiden Schneidorgane zwar im wesentlichen den gleichen wendelförmigen Verlauf, aber gegensinnige Neigungen. Infolge dieser Bauweise kommen bei der Drehung der Schneidorgane 35 und 36 die oberen Teile der Schneidkanten der beiden Schneidorgane zuerst zum Zusammenwirken und bei der weiteren Drehung der Schneidorgane wandert der Eingriffspunkt der Schneidkanten quer zum Streifen 24.
Da die oberen Teile der Schneidkanten der beiden Schneidorgane nahe beieinander liegen, tritteine Scherenwirkung auf. Wenn sich die Schneidorgane weiterdrehen, greifen immer grössere Teile der Schneidkanten der beiden Schneidorgane übereinander. Es ist erkennbar, dass demzufolge der Schnitt von der oberen Kante des Streifens zur unteren Streifenkante fortschreitet, was schliesslich zu einer vollständigen Druchtrennung des Streifens führt.
Infolge der besonderen wendelförmigen Gestalt der Schneidkante 146 und infolge der Beziehung zwischen der Vorschubgeschwindigkeit des Streifenmaterials und der Drehgeschwindigkeit der Schneidorgane ergibt sich, dass die wirksamen Schneidenteile 146 nicht nur quer über den Streifen wandern, um ihn zu durchtrennen, sondern sich am jeweiligen Punkt des Schneidvorganges auch im wesentlichen in gleicher Richtung und mit gleicher Geschwindigkeit wie der Streifen bewegen.
Sobald der Streifen 5 auf diese Weise durchtrennt worden ist, wird die Streifenwendel vom rotierenden Dorn 15 auf den feststehenden Dorn 55 (Fig. 1 und 3) übergeführt, wo die Wendel 18 in geeigneter Weise durch eine Klemmvorrichtung 56 gepresst und schliesslich verfestigt wird, beispielsweise in dem an der Mantelfläche der Wendel eine Schweissnaht erzeugt wird, wodurch eine starre Einheit entsteht. Die Schweissvorrichtung ist auf einem Drehtisch 17 montiert. Der Tisch 17 schiebt die verfestigte Wendel 18 weiter auf ein Förderband 19, das die Wendeleinheit durch einen Glühofen 20 leitet, in dem das Material ausgeglüht wird, um seine elektrischen Eigenschaften zu verbessern und gleichzeitig amStrei- fenmaterial eine Oxydschicht zu erzeugen und so benachbarte Windungen des wendelförmigen Streifens gegeneinander zu isolieren.
Die Erfindung lässt natürlich noch zahlreiche Anwandlungen des dargestellten Ausführungsbeispiels
EMI7.1
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum wendelförmigen Wickeln eines Metallstreifens mit bezüglich der Wendelachse hochkant stehenden Streifenquerschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass ein dünner Metallstreifen nacheinander in in Abständen voneinander liegenden Punkten erfasst und zum Durchlaufen einer krummen Bahn gezwungen wird und dass der Streifen beim Durchlaufen der krummen Bahn in Dickenrichtung zusammengedrückt wird, so dass die Dicke des Streifens, während dieser die gekrümmte Form annimmt, über die Streifenbreite im wesentlichen gleichmässig gehalten wird.