Vorrichtung zum Bewickeln eines genuteten Ankers Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei ach sialsymmetrischen Ankern mit einer Vielzahl von Nuten nur einen oder wenige Polschuhe mit einem vereinfach ten maschinellen Verfahren zu umwickeln. Der Nuten winkel, d. h. der Winkel, den die Mittelebenen der zu bewickelnden Nuten miteinander bilden, beträgt bei diesen Wicklungen weniger, meist sogar wesentlich weni ger als 90 , weshalb sie im folgenden als Wicklungen mit spitzem Nutenwinkel bezeichnet werden.
Bei der Herstellung von Wicklungen mit stumpfem Nutenwinkel, z. B. bei 2-poligen Ankern, ist es bekannt, den Anker an den Polflächen mit einer Spannzange zu fassen, die drehbar gelagert und mit dem Wickelantrieb verbunden ist. Die Backen dieser Spannzange sind so geformt oder mit Leitflächen versehen, dass der von der letzten Umlenkrolle kommende Wickeldraht darüber hinweggleitet und unverletzt in die Nut einfällt. Für Wicklungen mit spitzem Nutenwinkel genügt .eine solche Spannzange jedoch nicht, weil der Wickeldraht über die Nut wegspringen, zumindest aber nicht bis auf den Grund in die Nut einfallen würde. Die Nuten können dadurch nicht voll bewickelt werden.
Die maschinellen Wickelvorrichtungen für Wicklun gen mit spitzem Nutenwinkel sind dagegen wesentlich komplizierter. Bei einer bekannten Maschine, bei der sich zwischen Spitzen an der Welle gehaltene Anker dreht, sind ausser zwei Leitblechen noch mechanisch gesteuerte Drahtgreifer vorgesehen, die den Draht so lange fangen, bis er sich über die ganze Nutenlänge in den Nutengrund gelegt hat, und ihn im geeigneten Zeit punkt wieder loslassen. Eine andere bekannte Wickel maschine arbeitet mit einem umlaufenden Drahtführer arm und stillstehendem Anker. Hier ist eine weitere, aus zwei Ablenkstücken bestehende Leitvorrichtung vorge sehen, um den Draht in die Nut einzuführen.
Die Ab lenkstücke sind innerhalb des umlaufenden Drahtführer- arms an einer kugelgelagerten Hülse befestigt.
Die Erfindung geht von der einleitend beschriebenen umlaufenden Spannzange aus und ermöglicht die Her stellung von Wicklungen mit spitzem Nutenwinkel er- findungsgemäss dadurch, dass eine Leitvorrichtung in Form einer selbstklemmenden Zange vorgesehen ist, welche die Polflächen der zu umwickelnden Polschuhe bedeckt, sich an deren Seitenflächen festhält,
und den aus der Bewegungsebene der Ankerachse heraus zuge- führten und mittels der Spannzange über die achsparal lelen Nutenkanten weg bewegten Draht zum Nutengrund hinführt. Die Vereinfachung gegenüber den vorbeschrie- benen Maschinen besteht darin, dass alle Leitflächen unmittelbar fest im Anker verbunden sind und sich mit ihm drehen. Bewegliche Drahtgreifer oder Führerarme entfallen.
Alle Vorteile der Spannzange werden somit durch die Erfindung auch auf die Herstellung von Wicklungen mit spitzem Nutenwinkel ausgedehnt. Von besonderer Bedeutung ist dies bei Miniaturankern, die bisher immer noch von Hand gewickelt werden mussten, wenn die Nutenwinkel z. B. 67 oder kleiner waren.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Spannzange vertikal zu lagern, so dass der Wickel vorgang besonders gut zu beobachten und die Vorrich tung besonders leicht zu bedienen ist.
Ein im folgenden anhand der Zeichnung beschrie benes Ausführungsbeispiel der Erfindung bringt nähere Erläuterungen: Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der wichtigsten Teile einer Vorrichtung zum Bewwicklen -eines Ankers; insbe- sondere ist die Spannzange und deren Lagerung um eine vertikale Achse dargestellt.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen nur den oberen Teil der Spannzange in räumlicher Darstellung, und zwar in drei Zwischenstellungen einer beginnenden Wickeldreh bewegung.
Fig. 5 zeigt die Stellung der Spannzange nach einer Drehbewegung um 90 gegenüber Fig. 1. Hier liegt die Rotorachse in der Zeichenebene. Die linke Hälfte der Leitzange und der sichtbare Spannbacken sind zum Teil ausgebrochen dargestellt.
Nach Fig. 1 wird ein mit sechzehn Polschuhen und sechzehn Nuten versehener Rotor 1 über eine Umlenk- rolle 2 mit einem Wickeldraht 3 bewickelt. Die Um- Lenkrolle ist in einem feststehenden Lagerbock 4 ge lagert. Der Wickeldraht kommt von einer nicht darge stellten Vorratsrolle und wird wie üblich von einer eben falls nicht dargestellten Spannvorrichtung gespannt ge halten (Ablaufständer). Der Rotor wird von einer Spannzange gefasst, die aus zwei Spannbacken 5 und 6 besteht.
Die Unterteile 5a und 6a der Spannbacken sind weitgehend quaderförmig ausgeführt und mittels eines Stiftes 7 gelenkig miteinander verbunden. Das Unterteil 6a des rechten Spannbackens und damit die ganze Spannzange ist auf einem Drehteller 8 befestigt, der sich um eine vertikale Achse 9 in einem Lager 10 dre hen kann. Mit der Welle 9, die nur abgebrochen darge stellt ist, stehen- wie üblich - der Wickelantrieb und ge gebenenfalls Zählwerke in Betrieblicher Verbindung. Der gewölbte und geglättete Rücken der Spannbacken ist mit 5b bzw. 6b bezeichnet. Die Backenspitzen 5c bzw. 6c sind so ausgebildet, dass sie auf je einem Zahn des Ankers statt aufliegen und zwischen sich drei Zähne und vier Nuten freilassen.
Um die Lage des Ankers bezüg lich der Spannzange in Richtung der Ankerachse fest zulegen, weisen die Backenspitzen zu beiden Seiten, kleine, in der Zeichnung kaum sichtbare Vorsprünge auf, welche sich an den Stirnflächen des Ankers an legen. Die Breite der Spannbacken b (siehe Fig. 5) muss also unter Berücksichtigung dieser Vorsprünge der Länge des Ankereisenpaketes samt Isolierung etwa an- gepasst sein, um einen guten Sitz des Ankers in der Spannzange zu gewährleisten.
Mittels einer gewölbten Blattfeder 11, welche am rechten Spannbacken 6 be festigt ist, wird der Anker von unten her in den von den Backenspitzen gebildeten Sitz gedrückt.
Will man den Anker zur Bewicklung eines anderen Poles weiter drehen, oder einen neuen Anker in die Spannzange einführen, so wird die Zange mittels eines Spannhebels 12 geöffnet. Dieser Hebel ist mittels eines Stiftes 13 mit einem Spannbolzen 14 gelenkig ver bunden, der beide Zangenhälften durchsetzt. Ausser- dem durchsetzt der Spannbolzen eine Schraubenfeder 15, welche sich im innern der Spannzangen an den bei den Spannbacken abstützt und diese zu öffnen sucht. Wird nun der Hebel 12 in Richtung des.
Pfeiles 16 ge schwenkt, so kippt er über eine Kante 12a und legt sich mit einer Fläche 12b am Unterteil 6a des einen Spann backens an. Dadurch entspannt sich die Feder 15 und die Zange öffnet sich gerade so weit, dass der Anker herausgenommen werden kann.
Endlich zeigt Fig. 1 noch eine zusätzlich Leitzange 17, welche auf die freibleibenden Polschuhe, die ge meinsam umwickelt werden sollen, aufgesetzt wird. Da bei bleiben die mit 18 und 19 bezeichneten Nuten öffnungen frei. Die Form dieser Leitzange 17 ist in Zusammenhang mit Fig. 2 und Fig. 5 besser verständ lich. Die geglätteten eigentlichen Leitflächen sind jeweils mit 20 bezeichnet.
Die beiden Teile dieser Leitzange sind mittels eines Gelenkstiftes 21 miteinander verbun den und legen sich mit einem kleinen Absatz 22, der aus der teilweise geschnittenen Darstellung in Fig. 5 er sichtlich ist, an den Stirnflächen 23 :des Ankers .an. Für den Anlagedruck sorgt eine Druckfeder 24.
Die als Bezugsebene gewählte Bewegungsebene der Ankerachse ist in Fig. 1 und 5 im Schnitt gestrichelt an gedeutet und mit 25 bezeichnet. Die Drehrichtung beim Wickelvorgang gibt ein Pfeil 26 in Fig. 3 an. Die Dreh- richtung der Umlenkrolle 2 ist in Fig. 1 mit einem Pfeil 27 und die Laufrichtung des Wickeldrahtes mit einem Pfeil<B>28</B> angegeben.
Im Zusammenhang verläuft der Wickelvorgang fol- gendermassen: Wenn der Anker eingelegt ist, so dass die entspre chenden Ränder der Nutenöffnungen 18 und 19, durch die der Draht einfallen soll, mit den Spannbackenspitzen bündig sind, wird die Leitzange 17 aufgesetzt. Ihre Leitflächen schliessen bündig mit den entgegengesetzten Rändern der genannten Nutenöffnungen ab. Der An fang des Wickeldrahtes wird im Beispiel vom Mittel stück der Ankerwelle aus in eine zentrale Bohrung dieser Welle eingeschoben und dadurch am Anker befestigt.
Nun wird der Wickelantrieb -der Welle 9 eingeschaltet und die Spannzange samt Anker und Leitzange in eine durch d en Pfeil 26 angedeutete Drehbuweigung versetzt. Fig. 2 zeigt die Situation nach einer Drehbewegung um nur wenige Grade. Während der Wickeldraht vorher gerade ausgespannt war, verläuft er jetzt mit einem Knick um die ausgewanderte Flanke der Spannzange herum. In Fig. 3 ist dieser Knick noch ausgeprägter. Der Draht hat jetzt schon die Tendenz, nach oben wegzu rutschen, wird jedoch durch die Haftreibung am Rücken der Spannzange noch gehalten.
Im weiteren Verlauf der Drehung springt der Draht in die Stellung nach Fig. 4, d. h. kurz vor den Rand der Nutenöffnung. In Fig. 5 endlich isst die 90 -Drehung vollzogen. Der Draht ist inzwischen in die Nut eingefallen und wieder gerade ge spannt. Damit ist i/4 einer Windung hergestellt. Bei der nächsten 1/4-Drehung wird der Draht nur um die zweite Kante desselben Polschuhes herumgelegt. Bei der dritten 1/4-Drehung wiederholt sich der beschriebene Vorgang, wobei der Draht über den Rücken des entgegengesetzten Spannbackens gleitet.
Bei höheren Wickeldrahzahlen kann der Draht ge gebenenfalls im Bereich der Spannbackenspitzen durch Schleuderwirkung von den Spannbacken abgehoben werden. In diesem Fall wird er von der Leitzange 17 aufgefangen und rutscht entlang deren Leitfläche 20 in die Nut ein. Die Wicklung wächst von unten nach oben und füllt die Nuten dicht.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass der Wickeldraht in dem Abschnitt zwischen der Umlenkrolle 2 und dem Anker die Bezugsebene 25 durchstösst. Dies ist der Regelfall, da man mit der Umlenkrolle nicht zu nahe an .die Spannzange herangehen sollte, wenn die An ordnung einwandfrei arbeiten soll. In den Fig. 2 bis 5 ist :die Umlenkrolle hingegen so angeordnet, das nicht der Wickeldraht selbst, sondern seine rückwärtige Ver längerung über die Umlenkrolle hinaus die Bezugsebene durchstösst.
Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung bei Kleinankern, die einen Durchmesser von etwa 15 mm aufweisen und bei Kreiseln und Drehmeldern verwendet werden. Der Wickeldraht ist hierbei extrem dünn, wes halb die bisher geübte Handbewicklung besondere Schwierigkeiten bereitete. Auf diese Anwendung ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt, sondern in weitem Umfang in d er Wickeltechnik allgemein verwertbar.
Um die Stillstandszeiten der Anordnung gering zu halten, werden vorzugsweise mehrere Spindeln mit ge trennten Antrieben und Zählwerken in einem Gerät vereinigt. Stillstandszeiten ergeben sich beim Anker wechsel und beim Weiterdrehen des Ankers um einen Wickelschritt. Im einzelnen muss hierzu die Leitzange abgenommen, die Spannzange geöffnet und wieder ge schlossen und zum Schluss die Leitzange wieder aufge setzt werden. Sind z. B. zwei Spindeln vorgesehen, so kann diese Arbeit an einer Spannzange vorgenommen werden, während die andere Spannzange rotiert und nach einer bestimmten Windungszahl selbsttätig ab schaltet.
Device for winding a grooved armature The invention is based on the object of wrapping only one or a few pole pieces with a simplified machine method in axially symmetrical armatures with a plurality of grooves. The groove angle, d. H. the angle that the central planes of the grooves to be wound form with one another is less, mostly even significantly less than 90, for these windings, which is why they are referred to below as windings with an acute groove angle.
In the manufacture of windings with an obtuse slot angle, e.g. B. with 2-pole armatures, it is known to grasp the armature at the pole faces with a collet, which is rotatably mounted and connected to the winding drive. The jaws of this collet are shaped or provided with guide surfaces so that the winding wire coming from the last pulley slides over them and falls into the groove unharmed. However, such a collet is not sufficient for windings with an acute slot angle, because the winding wire would jump away over the slot, or at least not collapse into the slot to the bottom. This means that the grooves cannot be fully wound.
The mechanical winding devices for Wicklun conditions with an acute groove angle, however, are much more complicated. In a known machine, in which the armature rotates between points on the shaft, in addition to two guide plates, mechanically controlled wire grippers are provided which catch the wire until it has settled over the entire length of the groove in the groove base, and in the Let go again at a suitable time. Another known winding machine works with a rotating wire guide arm and stationary armature. Here is another guide device consisting of two deflectors to see easily to introduce the wire into the groove.
The deflecting pieces are attached to a ball-bearing sleeve inside the rotating wire guide arm.
The invention is based on the rotating collet described in the introduction and enables windings with an acute groove angle to be produced according to the invention in that a guide device in the form of self-clamping pliers is provided which covers the pole faces of the pole shoes to be wrapped and holds onto their side faces ,
and the wire fed out of the plane of movement of the armature axis and moved away by means of the collet over the axis-parallel groove edges to the groove base. The simplification compared to the machines described above is that all guide surfaces are directly connected to the armature and rotate with it. Movable wire grippers or guide arms are not required.
All the advantages of the collet are thus extended by the invention to the production of windings with an acute slot angle. This is of particular importance with miniature anchors, which previously had to be wound by hand when the groove angles z. B. 67 or smaller.
In a further development of the invention, it is proposed to store the collet vertically so that the winding process can be observed particularly well and the device is particularly easy to use.
An exemplary embodiment of the invention described below with reference to the drawing provides more detailed explanations: FIG. 1 shows a side view of the most important parts of a device for winding an anchor; in particular, the collet and its mounting around a vertical axis are shown.
2 to 4 show only the upper part of the collet in a spatial representation, namely in three intermediate positions of an incipient winding rotation movement.
FIG. 5 shows the position of the collet after a rotary movement by 90 compared to FIG. 1. Here, the rotor axis lies in the plane of the drawing. The left half of the guide tongs and the visible clamping jaws are shown partially broken away.
According to FIG. 1, a rotor 1 provided with sixteen pole pieces and sixteen grooves is wound with a winding wire 3 via a deflection roller 2. The order swivel castor is stored in a fixed bearing block 4 ge. The winding wire comes from a supply roll, not shown, and is kept tensioned as usual by a jig, not shown, (drain stand). The rotor is gripped by a collet, which consists of two clamping jaws 5 and 6.
The lower parts 5a and 6a of the clamping jaws are largely cuboid and connected to one another in an articulated manner by means of a pin 7. The lower part 6a of the right clamping jaw and thus the whole collet is mounted on a turntable 8 which can hen about a vertical axis 9 in a bearing 10 dre. With the shaft 9, which is only broken off Darge, are - as usual - the winding drive and ge, if necessary, counters in operational connection. The curved and smooth back of the clamping jaws is denoted by 5b and 6b, respectively. The jaw tips 5c and 6c are designed so that they each rest on a tooth of the armature and leave three teeth and four grooves between them.
In order to set the position of the armature with respect to the collet chuck in the direction of the armature axis, the jaw tips have small protrusions on both sides, barely visible in the drawing, which are located on the end faces of the armature. The width of the clamping jaws b (see FIG. 5) must therefore be adapted approximately to the length of the anchor iron package including insulation, taking these projections into account, in order to ensure that the anchor is properly seated in the collet.
By means of a curved leaf spring 11, which is fastened to the right clamping jaw 6 be, the armature is pressed from below into the seat formed by the jaw tips.
If you want to turn the armature further to wind another pole, or if you want to insert a new armature into the collet, the gripper is opened by means of a clamping lever 12. This lever is articulated by means of a pin 13 with a clamping bolt 14 a related party, which passes through both halves of the pliers. In addition, the clamping bolt penetrates a helical spring 15 which is supported in the interior of the collets on the at the clamping jaws and tries to open them. If the lever 12 is now in the direction of the.
Arrow 16 ge pivots, it tilts over an edge 12a and places itself with a surface 12b on the lower part 6a of the one clamping jaw. As a result, the spring 15 relaxes and the pliers open just enough for the armature to be removed.
Finally, Fig. 1 shows an additional guide tongs 17, which is placed on the pole pieces remaining free that are to be wrapped together ge. Since the designated with 18 and 19 grooves openings remain free. The shape of these guide tongs 17 is better understandable Lich in connection with Fig. 2 and Fig. 5. The smoothed actual guide surfaces are each designated by 20.
The two parts of these guide pliers are connected to each other by means of a hinge pin 21 and lie with a small shoulder 22, which is visible from the partially sectioned illustration in FIG. 5, on the end faces 23: of the anchor. A compression spring 24 provides the contact pressure.
The plane of movement of the armature axis selected as the reference plane is indicated by dashed lines in section in FIGS. 1 and 5 and denoted by 25. The direction of rotation during the winding process is indicated by an arrow 26 in FIG. 3. The direction of rotation of the deflection roller 2 is indicated in FIG. 1 with an arrow 27 and the direction of travel of the winding wire with an arrow <B> 28 </B>.
In connection with this, the winding process proceeds as follows: When the armature is inserted, so that the corresponding edges of the slot openings 18 and 19 through which the wire is to enter are flush with the tips of the clamping jaws, the guide tongs 17 are put on. Your guide surfaces are flush with the opposite edges of the aforementioned groove openings. At the beginning of the winding wire is inserted in the example from the middle piece of the armature shaft into a central bore of this shaft and thereby attached to the armature.
The winding drive of the shaft 9 is now switched on and the collet, including armature and guide tong, is set in a twisting direction indicated by the arrow 26. Fig. 2 shows the situation after a rotary movement by only a few degrees. While the winding wire was just stretched out before, it now runs with a kink around the emigrated flank of the collet. This kink is even more pronounced in FIG. 3. The wire already has a tendency to slide upwards, but is still held by the static friction on the back of the collet.
In the further course of the rotation, the wire jumps into the position according to FIG. H. just before the edge of the groove opening. In Fig. 5, finally, the 90 turn is complete. The wire has now fallen into the groove and is stretched straight again. This makes 1/4 of a turn. On the next 1/4 turn, the wire is only wrapped around the second edge of the same pole piece. With the third 1/4 turn, the process described is repeated, with the wire sliding over the back of the opposite clamping jaw.
In the case of higher numbers of winding wires, the wire can be lifted off the clamping jaws in the area of the jaw tips by a centrifugal effect. In this case it is caught by the guide tongs 17 and slides along its guide surface 20 into the groove. The winding grows from the bottom up, filling the grooves tightly.
It can be seen from FIG. 1 that the winding wire penetrates the reference plane 25 in the section between the deflection roller 2 and the armature. This is the rule, because the pulley should not be approached too close to the collet if the arrangement is to work properly. In Figs. 2 to 5: the pulley, however, is arranged so that it is not the winding wire itself, but rather its rearward extension over the pulley also penetrates the reference plane.
The invention is of particular importance with small armatures which have a diameter of about 15 mm and are used in gyroscopes and resolvers. The winding wire here is extremely thin, which is why the hand winding practiced so far caused particular difficulties. However, the invention is not restricted to this application, but can be used in general in the winding technology to a large extent.
In order to keep the downtime of the arrangement low, several spindles with separate drives and counters are preferably combined in one device. Downtimes arise when changing the armature and when turning the armature by one winding step. To do this, the guide collet must be removed, the collet opened and closed again, and finally the guide collet put back on. Are z. B. two spindles provided, this work can be done on a collet while the other collet rotates and automatically switches off after a certain number of turns.