Vorrichtung zum Einlegen von Leitern in die Nuten elektrischer Maschinen Die Ständerwicklung eines asynchronen Elektro motors erfolgt von Hand in langwieriger Weise, so dass von der zur Erzeugung eines Elektromotors erfor- derlichen Zeit etwa 4/5 auf die Bewicklung des Stators entfallen.
Aus diesem Grunde trachten die Erzeuger asynchroner Elektromotors diese Arbeit maschinell, also schneller durchzuführen, und so den Preis der Maschine zu senken.
Es ist eine nicht geringe Anzahl von Ständer wickelmaschinen für Asynchronmaschinen aus Patent schriften bekannt. Trotzdem sind diese in den Fabri ken nicht in Gebrauch. Entweder werden sie nur in Prüfbetrieben erprobt oder es :ist die Wickelgeschwin digkeit kleiner als bei Handwicklung.
Bei den neueren Wickelmaschinen wird der Leiter in die Nuten des feststehenden Ständers durch einen beweglichen Wickelarm in Verbindung mit einem Wickelkopf verlegt. Der Wickelarm ist bei manchen Wickelmaschinen mit Einlegehebeln versehen, wobei der Wickelkopf hauptsächlich zum Ausschwenken der Einlegehebel dient, oder der Wickelarm ist mit einer unbeweglichen Einführungsvorrichtung versehen, z.B. mit Rollen oder Düsen, wobei der Leiter (Draht) durch bewegliche, auf dem Wickelkopf angebrachte Führungs stücke in die Nuten verlegt wird, wobei der Wickelkopf entweder drehbar oder fest ist.
Die Gründe des Misser folges dieser Wickelmaschinen sind folgende: Die bestehenden Wickelmaschinen sind ausseror- dentlich kompliziert und erfordern fachgerechte Be dienung, denn sonst wird die Maschine leicht be schädigt; Die beweglichen Bestandteile werden ungünstig mechanisch beansprucht, was grosse Störanfälligkeit und kleine Lebensdauer zur Folge hat;
Durch ungünstig gewähnte Mechanismen und infolge behinderten Eintrittes des Leiters in die Nut wird die Leiterisolation beschädigt und der Leiter über die zulässige Grenze gedehnt.
Diese Mängel soll die erfindungsgemässe Vorrich- tung zum Einlegen von Leitern in die Nuten elektri scher Maschinen mit einem Wickelarm, der gegen den zu bewickelnden Teil einer elektrischen Maschine eine umkehrbare geradlinige und eine umkehrbare rotierende Bewegung ausführt, weiter mit einem Wickelkopf, der gleichzeitig mit dem Wickelarm eine Drehbewegung ausführt und mit mindestens einem radial ausschwenkbaren Einlegehebel dadurch beseiti gen,
dass der Wickelkopf an jeder Seite des zu be wickelnden Teiles für jeden Pol wenigstens einen radial ausschwenkbaren Gleitfinger hat, auf welchen der in eine Nut des zu bewickelnden Teiles durch den Einlegehebel verlegte Leiter auf den Nutengrund heruntergleitet.
Dieser Gleitfinger kann an seinem Ende mit einer Klaue versehen sein, welche den Leiter auf dem Gleit- finger zurückhält und gleichzeitig diesen zum Nu tenende drückt,
bis der Einlegehebel radial auf der entgegengesetzten Ständerseite ausschwingt. Auf diese vorteilhafte Weise wird der Leiter gegen das Nu tenende auf dem einen Ständerende durch den Gleit finger und auf dem zweiten Ständerende durch den Einlegehebel gedrückt. Erst nach dem vollständigen Verlegen des Leiters in der Nut kann der Gleitfinger in die Ausgangslage zurückkehren und den Leiter freigeben. Der Einlegehebel dreht sich zweckmässig gleichzeitig
zur nächsten zu bewickelnden Nut, wo durch der Leiter angespannt wird. Und da der Leiter beim Einlegen zum Nutenende gedrückt wird, können die nachfolgenden Windungen auf den durch vorange hende Windungen gebildete Spulenköpfe verlagert werden.
Mit dieser Vorrichtung lassen sich auch andere Bestandteile elektrischer Maschinen bewickeln, z.B. Läufer.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Vorrichtung zum Einsegen von Le;ten in Nuten elektrischer Maschinen gemäss der Erfindung ist .in den Abbildungen 1 bis 8 dargestellt.
Fig. 1 zeigt die ganze Vorrichtung im Schnitt; Fig. 2 zeigt die Sicherung (das Sicherungsstück) zur Lagefixierung des Ständerpaketes; Fig. 3 ist ein Detail der Vorrichtung zur Zentrie rung des Ständerpaketes; Fig. 4 stellt einen Teil der in eine Ebene abge wickelten Ständerpaket-Bohrung mit den Wicklungs köpfen, Wicklungsträgern, mit dem Einlegehebel und den Gleitfingern dar;
Fig. 5 bis 8 zeigt in perspektivischer Ansicht den Wickelkopf mit den Gleitfinger, den Einlegehebel und das Ständerpaket in verschiedenen Phasen der Leiter verlegung in die Nuten.
Die Wickelvorrichtung besteht aus den am Umfang des zu bewickelnden Ständerpaketes 2 verteilten Zen triergestellen 1. Das Ständerpaket 2 besitzt die Bohrung 66, die Nuten 63 und die Nutenköpfe 64. Zwischen den Zentriergestellen sind vier Haltevorrichtungen 3 zum Halten der Wicklungsköpfe angeordnet. Die Haltevorrichtung besteht aus zwei radial beweglichen Stücken 4 und 5, durch welche die durch das Gelenk 7 mit der Stütze 8 verbundene Zugstange 6 geführt ist. Diese Stütze geht durch die Führung 9.
Die Stücke 4 und 5'sind mit Zapfen 10 und 11 versehen, welche durch radiale Ausschnitte 12 im festen Ring 13 und durch die Ausschnitte 14 und 15 in dem mit einem Betätigungshebel 17 versehenen Drehring 16 hindurch gehen. Gegen Verdrehung beim Wickeln ist das Ständerpaket durch das in die Nut 19 im Ständer paket 2 einschnappende Sicherungsstück 18 gesichert.
Durch die Bohrung 66 des Ständerpakets 2 geht eine im Lager 21 drehend gelagerte Antriebswelle 20. Die Antriebswelle führt eine drehende, umkehrbare Bewegung und dies mittels eines im Getriebekasten 23 untergebrachten Hebel aus. Der Hebel 22 wird durch einen in der Abbildung nicht gezeichneten Mecha nismus angetrieben.
Auf der Antriebswelle ist gleitbar angeordnet ein Wicklungsarm 24, der mittels einer Triebstange 25 eine geradlinige und umkehrbare Bewegung ausführt. Die Triebstange 25 wird durch einen nicht eingezeich neten, im Getriebekasten 23 untergebrachten Mecha nismus; angetrieben. Der Wicklungsarm 24 führt gleichfalls eine drehende, umkehrbare Bewegung, aus, denn er ist mit einer Nut 26 ausgestattet, in welche ein Stein 27 Auf dem oberen Ende der An triebswelle 20 :ist fest angebracht der mit Öffnungen 29 und axialen Schlitzen 30 versehene Wicklungskopf 28.
An beiden Enden des Wicklungskopfes 28 sind Gleitfinger 31 und 32 angebracht, welche um die Achse 33, gegebenenfalls 34, radial ausschwenkbar sind. Die Gleitfinger sind weiters an ihrem kürzeren Ende mit Gabeln 35 oder 36 ausgestattet, in welche Verbindungsringe 37 bzw. 38 eingreifen. Der Verbin dungsring 37 führt auch durch die Gabel 39 des Schwenkhebels 40, der drehbar auf dem Zapfen 41 gelagert und an seinem zweiten Ende mit einer auf eine Rippe 43 des Wickelarmes 24 auflaufende Rolle 42 versehen ist. Der Verbindungsring 37 ist mit dem Verbindungsring 38 mittels der Zugstange 44 und Gabel 45 verbunden. Die Gleitfinger sind an ihren längeren Enden mit Klauen 46 versehen.
Der Wickelarm 24 ist mit Traglagern 47 ausgestat tet, in deren Einschnitte 48 und 49 die Achsen 50, gegebenenfalls 51 der Einlegerollen 52, gegebenenfalls 53 frei einfallen. Die Achsen 50 und 51 sind fest, in dem mit Anschlägen 60 und 61 versehenen Einlege hebel 54 gelagert. Für jeden Einlegehebel ist ein Trag lager 47 vorgesehen. Ausser den Einlegerollen 52 und 53 dienen zur Führung des Wicklungsdrahtes 62 die Rollen 55 und 56 (Fig. 1). Die Antriebswelle 20 ist mit Nuten 57 versehen, die mit Anläufen 58 und 59 endigen.
Die Wickelarbeiten verlaufen folgendermassen: Das Ständerpaket 2 wird in die Zentriergestelle 1 verlegt. Durch Verdrehen des Drehringes 16 durch den Betätigungshebel 17 verschieben sich die Trag körper 4 und 5 radial zum Ständerpaket, wobei die Zugstangen 6 die Stütze 8 durch die Führungsöffnung 9 herausschieben; so dass die Stützen eine zur Führung 9 senkrechte Lage einnehmen. Dieser Zustand ist in Fig. 1 gestehalten. Das Ständerpaket wird gegen Verdrehen durch das Sicherungsstück 18 fixiert.
Der Wicklungsdraht 62 wird von der (nicht einge zeichneten) Vorratsspule über die Rollen 55, 56 zwi schen die Rollen 52 und 53 des Einlegehebels 54 eingeführt. Sein Anfang wird in der Nähe des Ständer paketes befestigt.
Durch Ingangsetzen des Antriebsmechanismus (nicht eingezeichnet) 'im Getriebekasten 23 beginnt d c An:rieb-#sta-ige 25 de_i Wickelarm 24 längs der Antriebswelle 20 nach oben und unten zu bewegen. Ist der Wickelarm in der Mittellage, befindet sich der Einlegehebel 54 gerade in der Ständerbohrung 66, an der in Fig. 1 gestrichelt angezeigten Stelle. Der Einlegehebel ist in den Wickelkopf 28 eingeschoben und seine beiden Anschläge 60 und 61 sind in der Nut 57 der Antriebswelle 20.
Bei Bewegung des Wickelarmes 24 in der Richtung nach unten stösst die Anstossecke 60 des Wickelarmes 24 an den Anschlag 58 in der Antriebswelle 20 auf. Der Wickelhebel schwenkt hierdurch radial aus dem Wickelkopf 28 mit dem Ende aus, das näher dem Ständerpaket ist und zwar durch die Öffnung 29. Der durch die Einlege rollen 52 und 53 herbeigeführte Draht wird gegen den Nutengrund 63 des Ständerpaketes 2 gedrückt. Dieser Zustand ist in der Fig. 1 festgehalten, wobei der Ein legehebel 54 als volle Linie gezeichnet ist.
Es folgt dann eine Teildrehung der Welle 20 durch den Hebel 22 des Triebwerkes um die dem Wick- lungsschritt der gewickelten Spule entsprechende Entfernung. Dadurch führt auch der Wickelarm 24 infolge seiner Verbindung mit der Antriebswelle 20 unter Vermittlung der Nut 26 und des Steines 27 eine Teildrehung aus und desgleichen auch der Wickelkopf 28, sowie auch der Einlegehebel: 54. Der zu wickelnde Draht 62 ist hierdurch hinter die Stütze 8 geleitet.
Sobald sich der Wickelarm 24 wieder nach oben zu bewegen beginnt, läuft die Rolle 42 auf die Rippe 43 auf den Wickelarm 24 auf. Dadurch schwenkt der Gleitfinger 31 aus dem Wickelkopf 28 heraus und lehnt sich an den Draht 62. Bei weiterer Bewegung nach oben schlüpft die Anstossecke 60 des Einlege hebels 54 über den Anschlag 58 in die Nut 57 der Antriebswelle 20 und der Einlegehebel schwenkt in den Wickelkopf 28 ein, wobei er jedoch stets den Draht 62 mitnimmt. In dieser Lage gleitet der Ein legehebel 54 durch die Ständerbohrung 66 auf die andere Seite des Ständers, bis er mit der Anstossecke 61 auf den Anschlag 59 stösst, so dass er diesmal radial mit seinem mit der Rolle 53 versehenen Ende aus schwenkt.
Diese Lage des Einlegehebels 54 ist auf dem Bilde 1 durch eine punktierte Linie angedeutet.
Inzwischen ist der von dem Einlegehebel 24 bezo- gende Draht 62 über den Gleitfinger 31 bis zur Klaue 46 geschlüpft, auf welcher er hängen bleibt, wie dies auf Fig. 4 gezeichnet ist. Dieser Teil des Drahtes 62 bildet die Schleife im Wicklungskopf 67.
Der Draht wird während der ganzen zu seinem Einlegen in die Nut nötigen Zeit in radialer Richtung ,in der Nutenachsenebene zum Nutengrund gedrückt, so dass die Drahtisolation nicht gefährdet ist. Beim Einlegen des Drahtes in die Nutenöffnung 64 wird der Draht ausserdem geschützt durch einen Spalt 30, der enger ist als der Nutenhals.
Der Gleitfinger 31 gibt die Stirnschleife der Win dung 67 erst bei vollem Ausschwenken des Einlege hebels 54 im oberen Wendepunkt frei und dies aus dem Grunde, weil die Rolle 42 von der Rippe 43 wieder heruntergleitet und den Gleitfinger ,in das Innere des Wickelkopfes zieht. Dieser Augenblick ist in der Fig. 5 dargestellt.
Es folgt wieder eine teilweise Drehung des Wickel armes 24 um den Spulenwicklungsschritt, jedoch im entgegengesetzten Sinne als es der Gestaltung des unteren Wickelkopfes entspricht. Bei Beendigung dieser Bewegung ist der Eirnlegehebel 54 an der in der Fig. 6 gezeigten Stelle.
Hierauf schwenkt der Gleitfinger 32 aus und erfasst die Schleife 65 des oberen Wicklungskopfes. Der Ein legehebel 54 schiebt sich in den Wickelkopf 28, pas siert die Bohrung 66 des Ständerpakets 2 und schwenkt wieder auf der unteren Seite des Ständerpaketes heraus (siehe Fig. 7). Hierauf schwenkt der Gleitfinger 32 nach unten hinein, gibt die Schleife 65 des Wicklungs kopfes frei, worauf diese in die endgültige Form ge zogen wird, wie es in Fig. 8 veranschaulicht ist.
Dieser Zyklus wird so lange wiederholt, bis die ganze Spule gewickelt ist. Hierauf wird der Wicklungs schritt vergrössert und die nächste Spule desselben Poles in gleicher Weise gewickelt. Die Einrichtung zur Schrittvergrösserung ist im Getriebekasten 23 angeordnet und ist nicht gezeichnet.
In den Fig. 5 bis 8 ist der Anschaulichkeit wegen die Stütze 8 mit der Haltevorrichtung 3 nicht gezeich net.
Es wurde der Vorgang der Bewicklung einer vier poligen Maschine beschrieben, bei welcher für jeden Pol nur ein Einlegehebel 54 und ein Gleitfinger 31, gegebenenfalls 32, auf jeder Seite des Ständerpaketes benutzt wurde. Bei gleichzeitiger Bewicklung aller vier Pose hat also die Wickeleinrichtung vier Einlegehebel 54 und acht Gleitfinger 31, gegebenenfalls 32.
Im Falle der Bewicklung einer vierpoligen Maschi ne ist es möglich, die Anzahl der Gleitfinger 31, ge gebenenfalls 32, zu vervielfältigen. Vorteilhaft ist eine Wickeleinrichtung, bei welcher der Wickelkopf 28 für jeden Pol einen Einlegehebel 54 und vier Gleit- finger 31, gegebenenfall 32, auf jeder Seite des Ständer paktes 2 hat.