Verfahren und Einrichtung zum maschinellen Einlegen von Leitern in die Nuten elektrischer Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum maschinellen Einlegen von Leitern in die Nuten elektrischer Maschinen, namentlich rotierender Ma schinen mit vier nicht ausgeprägten Polen, sowie auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfah rens.
Zum maschinellen Einlegen von Leitern in die Nuten einer elektrischen Maschine werden derzeit verschiedene Einlege-, Halte- und Formierungswerk- zeuge und Mechanismen benützt. Diese Werkzeuge und Mechanismen beschädigen die Leiter beim Ein legen namentlich durch Abscheuerung der Isolation und Strecken derselben über die zulässige Grenze. Die Leiter werden namentlich beim Formen der Köpfe mittels Schablonen verschiedener Form be schädigt, da dieselben von der Oberfläche der Scha blonen mit Gewalt abgezogen werden.
Diese Nachteile trachtet die vorliegende Erfin dung zu beseitigen. Gemäss der Erfindung wird beim maschinellen Einlegen der Leiter in die Nuten elek trischer Maschinen in der Gegend des Spulenkopfes aus dem Leiter eine lose Schlinge gebildet; diese wird so vorgeformt, dass sie eine dem Leiter im aufgewik- kelten Spulenkopf ähnliche Form erhält und dann festgezogen.
Das Vorformen des Leiters lässt sich vorteilhaft durch Aufstützen desselben auf einen Leisten und durch eine darauffolgende Lockerung ausführen, wo bei die Lockerung des Leiters am besten durch Um schwenken einer Einlegevorrichtung, z. B. eines Ein legehebels, erzielt wird.
Die Leisten werden weiter zum Orientieren der Schlinge beim Anziehen der Leiter zweckmässig da durch benützt, dass die Schlinge am Leisten gleitet, wenn sie sich in der unerwünschten Richtung bewegt. Es ist vorteilhaft, die die Spulenköpfe bildenden Schlingen hinter eine Haltevorrichtung einzulegen.
Eine erfindungsgemässe Einrichtung zum Durch führen des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sie für jeden von mehreren gleichzeitig zu wik- kelnden Polen der elektrischen Maschine mit einem Einlegehebel versehen ist, welcher eine geradlinige und drehende Hin- und Herbewegung ausführt und um eine der zwei parallelen Achsen pendelt, wobei auf jeder Seite des aufgewickelten Teiles für jeden Pol der elektrischen Maschine eine Haltevorrichtung der Spulenköpfe und ein Leisten zum Vorformen der losen Schlingen der Leiter besitzt.
Der Einlegehebel lässt sich z. B. so ausbilden, dass er auf beiden Seiten mit je einer Rolle zur Füh rung des aufzuwickelnden Leiters versehen ist, und dass er im Raum ausserhalb des aufgewickelten Tei les der elektrischen Maschine mit dem diesem Teile näherliegenden Ende abwechelnd radial um eine der zwei festen Achsen des Einlegehebels pendelt, wofür vorteilhaft die Achsen der Rollen benützt werden.
Der Einlegehebel kann vorteilhaft frei von einem Lager getragen werden, welches sich geradlinig und drehend hin und her bewegt, wofür am besten zwei Einschnitte, in welche die Rollenachsen des Einlege hebels einfallen, benützt werden können, wobei sich beim Ausschwenken des Einlegehebels bloss eine der Achsen im Ausschnitt befindet.
Die Einrichtung lässt sich noch dadurch verbes sern, dass der Leisten zum Vorformen der Schlingen z. B. mit der Haltevorrichtung der Spulenköpfe ein einziges Stück bildet.
Die Stützflächen der Haltervorrichtung lassen sich vorteilhaft so ausbilden, dass sie sich gegen den Leisten erweitern. Ein Ausführungsbeispiel der Art und Weise des Einlegens der Leiter entsprechend der Erfindung sowie ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Durchführung des Einlegeverfahrens sind in der Zeichnung dargestellt.
In der Fig. 1 ist der Längsschnitt der Einrich tung zum maschinellen Einlegen von Leitern in die Nuten elektrischer Maschinen veranschaulicht.
Die Fig.2 zeigt eine Vorderansicht und Fig. 3 eine Seitenansicht des Leistens, kombiniert mit der Haltevorrichtung.
Aus der Fig. 4 ist die Stirnansicht eines Stator- teiles mit Leisten und der Haltevorrichtung ersicht lich.
Die Fig. 5 bis 8 zeigen verschiedene Stirnansich ten eines Teiles des Stators mit dem Wickelarm, Einlegehebel, mit der Haltevorrichtung und den Lei sten, welche verschiedene Phasen beim Einlegen des Leiters darstellen.
Zum Wickeln wird eine Wickelvorrichtung be nützt, bestehend aus Zentnerständern 1 (in Fig. 1 ist bloss ein Ständer dargestellt), welche am Umfang des aufzuwickelnden Ständerpaketes 2 angeordnet sind, wobei das Ständerpaket mit einer Bohrung 66 und Nuten 63 versehen ist.
Auf dem Zentrierständer befinden sich drehbare, durch einen drehbaren He bel 69 betätigte Spannzeuge 68 zum Befestigen des aufzuwickelnden Statorpaketes. Das Statorpaket ist gegen Verdrehen durch eine Sicherung 18 gesichert, welche in die Nute 19 des Ständerpakets einfällt.
Die im Lager 21 drehbar gelagerte Antriebswelle 20 geht durch die Bohrung des Ständerpakets hin durch. Die Antriebswelle enthält durch den Hebel 22 im Antriebskasten 23 eine drehbare Hin und Her bewegung. Der Hebel 22 wird durch einen weiteren, in der Zeichnung nicht dargestellten Mechanismus angetrieben.
Der auf der Antriebswelle 20 verschiebbar auf gesetzte Wickelarm 24 bewegt sich mittels einer Antriebsstange 25, welche von einem nicht darge stellten Mechanismus im Antriebskasten 23 ange trieben wird, geradlinig hin und her. Der Wickelarm 24 bewegt sich auch drehend hin und her, da er mit einer Nut 26 versehen ist, in welche der mit der Antriebswelle 20 verbundene Stein 27 eingreift. Der mit Öffnungen 29 mit axialen Spalten 30 versehene Wickelkopf 28 ist am oberen Ende der Antriebs welle 20 starr befestigt.
Am Wickelarm 24 befindet sich ein Lager 47 mit Einschnitten 48 und 49, in welche die Achsen 50 bzw. 51 der Einlegerollen 52 bzw. 53 lose ein fallen. Die Achsen 50 und 51 sind starr im Einlege hebel 54 gelagert, welcher mit Anstössen 60 und 61 versehen ist. Ausser der Einlegerolle 52 und 53 dienen zur Führung des aufzuwickelnden Leiters 62 auch die Rollen 55 und 56.
Die Antriebswelle 20 ist mit Nuten 57 versehen, welche durch Anläufe 58 und 59 beendet sind. Vor dem Wickeln wird in das Statorpaket 2 die mit dem Leisten 70 verbundene Haltevorrichtung 3 eingelegt. Die Haltevorrichtung 3 hält die Spulen köpfe 67 und ist mit einem Einschnitt 72 versehen, in welchen das Ende des Spannzeuges 73 eingreift, welches mittels einer Schraube 74 und einer Einlage 75 vom Ständerpaket 2 weggedrückt wird. Die Haltevorrichtung befindet sich auf den beiden Stirn seiten des Ständerpakets und beide Leisten sind mit tels eines Steges 76 verbunden, an welchen die Lei sten durch Niete 77 befestigt sind.
Die Stützflächen 71 der Haltevorrichtung erweitert sich gegen den Leisten hin.
In der Fig. 1 ist bloss ein Einlagehebel 54 und auch bloss eine einzige obere und untere Haltevor richtung 3 mit Leisten 70 dargestellt. Tatsächlich sind aber in der Wickelmaschine so viele Haltevor richtungen vorhanden, wieviel Pole gleichzeitig ge wickelt werden. Jeder Einlegehebel 54 hat gleichfalls eine selbständige Öffnung 29 im Wickelkopf 28 und einen selbständigen axialen Spalt 30. Jeder Einlege hebel 54 hat auch eine selbständige Lagerung 47 und einen selbständigen Leiter 62, welcher über besondere Rollen 55 und 56 geführt wird.
Das Wickeln wird folgendermassen ausgeführt: Die Haltevorrichtung 3 wird in das Ständerpaket 2 so eingelegt, dass der Steg 76 durch die Nute 63 geht. Die Haltevorrichtung wird durch Anziehen der Schraube 74 befestigt.
Das so vorgerichtete Ständerpaket wird in die Zentrierständer 1 eingesetzt und durch Umdrehen des Hebels 69 mittels des Spannzeuges 68 einge spannt.
Der aufzuwickelnde Leiter 62 wird von der Vor ratsspule (nicht eingezeichnet) über die Rollen 55 und 56 zwischen die Rollen 52 und 53 des Einlege hebels 54 geführt und sein Anfang wird in der Nähe des Statorpakets 2 erfasst.
Wird der Antriebsmechanismus im Antriebska sten 23 in Gang gesetzt, dann beginnt die Antriebs stange 25 den Wickelarm 24 auf der Antriebswelle 20 aufwärts und abwärts zu bewegen.
Wenn der Wickelarm in der Mittellage ist, be findet sich der Einlegehebel 54 eben in der Bohrung 66 des Statorpakets in der Stelle, welche in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet ist. Der Einlegehebel 54 ist im Wickelkopf 28 eingeführt, und beide Anstösse 60 und 61 befinden sich in der Nute 57 der Antriebs welle 20.
Bei der Abwärtsbewegung des Wickelarmes 24 stösst der Anstoss 60 auf den Anlauf 58 in der Nute 57. Dadurch wird der Einlegehebel 54 mit dem dem Ständerpaket näher liegenden Ende radial ausgelenkt. Der Einlegehebel ist in dieser Lage in Fig. 1 voll eingezeichnet.
Dann verdreht der Hebel 22 die Antriebswelle 20 um einen Winkel, welcher dem Spulenschritt ent spricht. Dadurch verdreht sich gleichzeitig auch der Wickelarm 24, welcher mit der Antriebswelle 20 durch die Nute 26 und den Stein 27 verbunden ist. Es verdreht sich auch der Wickelkopf 28 und der Ein- Legehebel 54 und der aufzuwickelnde Leiter wird da durch hinter den unteren Leisten 70 gebracht.
Bei der Aufwärtsbewegung des Wickelarmes 24 gleitet der Anstoss 60 auf dem Anlauf 58 in die Nute 57 und der Einlegehebel 54 schwenkt, dauernd den Leiter 62 mitnehmend ein.
Zu Beginn des Einschwenkens stützt sich der Lei ter am unteren Leisten 70 ab und biegt sich dadurch etwas durch. Beim weiteren Schwenken lockert sich der Leiter, es löst sich die Berührung mit dem un teren Leisten 70, der Leiter biegt sich abermals et was durch, wodurch eine lose Schlinge 78 entsteht, welche eine ähnliche Form des Leiters am Spulen kopf besitzt. Beim Durchgang des eingeschwenkten Einlagehebels 54 durch die Bohrung 66 des Ständer pakets beginnt sich der anfangs lose Leiter 62 zu spannen, wodurch die Schlinge angezogen wird und ihre endliche Lage im Kopfe 67 der Spule einnimmt, welche sich auf die Haltevorrichtung 3 abstützt.
Bei der weiteren Aufwärtsbewegung stösst der Anstoss 61 des Einlegehebels 54 auf .den Anlauf 59, und der Einlegehebel schwenkt radial das andere Ende aus. Der Einlegehebel 54 ist in Fig. 1 in dieser Lage strichpunktiert eingezeichnet. Es folgt nun ein Umdrehen des Wickelkopfes 28 und des Einlege hebels 54 um den Spulenschritt im entgegengesetzten Sinne wie vorher, der Leiter 62 wird hinter den obe ren Leisten 70 eingelegt, und der Einlegehebel schwenkt abermals ein und bewegt sich abwärts, wo durch sich oben eine lose Schlinge bildet, welche dann angezogen wird.
Der Einlegehebel schwenkt unten wieder aus, und der ganze Zyklus wiederholt sich so lange, bis die ganze Spule aufgewickelt ist.
Dann wird der Spulenschritt durch eine nicht eingezeichnete, auf die Antriebswelle wirkende Vor richtung geändert, und es wickelt sich eine weitere Spule desselben Poles auf.
Beim Ausschwenken des Einlegehebels 54 wird der Leiter 62 durch einen axialen Spalt 30 und durch den Nutenhals 64 in die entsprechende Nut 63 ein gelegt.
Alle Pole werden gleichzeitig aufgewickelt und nach dem Aufwickeln allen Spulen aller Pole wird das Statorpaket herausgenommen und ein neues ein gelegt.
Die Bildung der losen Schlinge ist besonders gut aus den Fig. 5 bis 8 ersichtlich.
In Fig.5 bewegt sich der eingeschwenkte Ein legehebel 54 in der Statorbohrung 66 aufwärts.
In Fig. 6 ist der Einlegehebel 54 in die äusserste Lage oberhalb des Statorpakets ausgeschwenkt. Da durch wird der Leiter 62 auf den Nutboden 63 ge drückt.
In Fig. 7 ist der Einlegehebel 54 nach der Ver drehung um den Spulenschritt dargestellt. Der Leiter 62 ist hinter dem Leisten 70 eingelegt.
In Fig. 8 ist der Einlegehebel 54 wieder in der Bohrung 66 eingeschwenkt und beginnt, abwärts zu sinken. Aus dem Bilde ist ersichtlich, dass der Leiter 62 nicht mehr mit dem Leisten 70 in Berührung ist und dass die Schlinge annähernd die Form des Wik- kelkopfes hat. Im Bilde ist auch strichpunktiert die Lage der Schlingen zweier weiterer Spulen desselben Poles eingezeichnet.
Das angeführte Verfahren samt der Einrichtung kann auch zum Wickeln von Rotoren und anderen Teilen elektrischer Maschinen verwendet werden.