DD141381A1

DD141381A1 - Verfahren zum betrieb von automatischen ankerwickelmaschinen,sowie drahteinlegevorrichtung,steuerungs-und antriebsvorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DD141381A1
Application number: DD21192379A
Authority: DD
Inventors: Siegfried Zihlmann
Original assignee: Micafil Ag
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1979-03-30
Publication date: 1980-04-23
Also published as: GB2018168A; FR2422239B1; GB2018168B; DE2900341A1; DE2900341C2; FR2422239A1

Description

Verfahren zum Betrieb von automatischen Ankerwickelmaschinen sowie Drahteinlegevorrichtiing, Steuerungs- αηά Antriebsvor-

Die Erfindung-bezieht-sich auf ein Verfahren zum Betrieb von automatischen Ankerwickelmasohinen, bei welchen nach der Fertigstellung der Spulenwicklungen die Kollektoranschlüase der Wicklungsdrähte mit den einzelnen Kollektorschlitzen verbunden werden und auf eine Drahteinlegevorrichtung sowie Steuerungsund· Antriebsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens«,

Es sind Vorrichtungen bekannt (US-PS 3 156 037)_} die beim Ein legen der Drähte in die Kollektorschlitze lange, über den Kollektor hinausragende Drahtschlaufen ergeben, so daß diese am Kollektorsohlita abgeschnitten werden.müssen» Eine weitere derartige Ankerwickelmaschine ist aus der DS-PS 1 613 313 bekannt, bei welcher der Verlegefinger in den Zwischenraum zwischen dem Anker und dem Kollektor derart eingeschwenkt wird, daß die gleichsinnig über einen Schlaufenhaken geführten Drähte achsparallel ausgerichtet und durch einen-beweglichen Niederhalter in den Kollektorschlitz eingelegt und nachfolgend verstemmt werden, wobei die über den Kollektorschlitz

~ 2 - Berlin,d.19o4.1979 55 203 27

vorstehenden Drähte der Anschlußschlaufe abgetrennt werden«

Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, die zwar der Forderung nach kurzen Drahtschlaufen genügen, aber eine sehr genaue Schlitzbreite und eine aufwendige Teilungsgenauigkeit der Kollektorschlitze erfordern. Ein derartiges Verfahren an einer Ankerwickelmaschine ist aus der US-PS 3 395 449 bekannt, bei der die beiden Drahtstücke der Schlaufe in den zugehörigen Kollektorschlitz mittels schlaufenbildender Arme eingelegt werden.

Diese bekannten Wickeldrahteinlegevorrichtungen verwenden zum schrittweisen Drehen des in einer Spannvorrichtung gehaltenen Kollektorankers eine, vorzugsweise durch einen Schrittmotor betätigte Antriebsvorrichtung. Eine derartige Antriebsvorrichtung ist beispielsweise gemäß der US-PS 3 973 738 (Fig. 9) bekannt, bei welcher der Schrittmotor über eine Antriebswelle, und mittels eines Riemens über Antriebsscheiben eine Ankerspannwelle antreibt, wobei am Ende der Ankerspannwelle in einer Spannvorrichtung der Kollektoranker mittels seiner kollektorseitigen Ankerwelle gehalten wird.

Ein Uachteil besteht hierbei darin, daß die Übertragung, beispielsweise mittels eines Riemens, ein Spiel, zwischen der Antriebsvorrichtung und der Ankerspannwelle nicht vermeiden kann, was sich beim Einlegen der Drahtschlaufen in die Kollektor-' schlitze der Kollektoranker nachteilig auswirken kann, so daß oft zusätzliche Mittel zur Spielkompensierung notwendig werden.

Hierbei ergeben sich noch weitere Unzulänglichkeiten, indem beispielsweise bei einer direkten Abtastung der Kollektorschlitze eine genaue Kollektorschlitzteilung erforderlich ist, da sich alle Ungenauigkeiten der Schlitzteilung auf die

- 3 - Berlin,do19»4.1979 55 203 27

symmetrisch gegenüberliegenden Kollektorschlitze, in welche die Drahtschlaufen eingelegt werden, ungünstig übertragen können.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Herstellung der Verbindung der Kollektoranschlüsse der Wicklungsdrähte mit den einzelnen Kollektorschlitzen einfacher und wirtschaftlicher zu gestalten«

Darlegung; des_ Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bei Ankerwicke !maschinen zur Fertigung von kurzen Drahtschlaufen an Ankern mit Schlitzkollektcren, sowie eine Drahteinlege- und Antriebsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu Bchaffen, die einerseits ein genaues Drehen und Positionieren des Ankers und andererseits eine genaue Drahtschlaufenbildung gewährleisten, ohne daß Kollektoren mit aufwendig genauer Kollektorschlitz-Teilung verwendet werden müssen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch folgende Verfahrensschritte gelöst:

a) der Anker wird in bekannter Weise mit der Spulenwicklung bewickelt j

b) eine Steuerungen und Antriebsvorrichtung mit einer Teilscheibe bringt den Kollektor jeweils in die Position, daß die einzelnen Kollektorschlitze unterhalb eines Leitstückes einer Drahteinlegevorrichtung liegen,

c) der Wickeldraht der jeweiligen Spulenwicklung wird durch eine seitliche Schwenkbewegung eines aus der Ausgangs- in die Fangposition geführten Fanghakens gefangen,

Z11123

Berlin, d.19.4.-1979 55 '203 27

d) der Fanghaken mit dem gehaltenen Wickeldraht wird in die Ausgangsposition wieder eingeschwenkt,

e) nachfolgend wird der Fanghaken achsparallel zum Kollektor zurückgeschoben, wobei gleichzeitig der Wickeldraht über das konisch ausgebildete Leitstück in den entsprechenden Kollektorschlitz eingelegt wird,

f) der Kollektorschlitz mit dem eingelegten Wickeldraht wird durch ein durch eine Aussparung des Leitstückes geführtes Verstemmwerkzeug verstemmt, und

g) durch rückwärts drehende Wickelarme wird über eine Kante des LeitStückes der im Kollektorschlitz eingelegte Wickeldraht um den Verstemmpunkt herum gezogen und bei gleichzeitiger Bildung einer Drahtschlaufe in denselben Kollektorschlitz eingelegt*

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Verankerung der Drahtschlaufe an dem Verstemmpunkt des Kollektorschlitzes erreicht, wodurch eine außerordentlich betriebssichere Verbindung gewährleistet wird·

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß über das Leitstück bei der Bildung der Drahtschlaufe ein genauer, schneller und störungsfreier Arbeitsablauf ermöglicht wird.

Eine Drahteinlegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß eine schwenkbare Fangvorrichtung mit dem Fanghaken und das gegenüber dem Kollektor radial verschiebbare Verstemmwerkzeug voneinander unabhängig betätigbar sind, und daß das Verstemmwerkzeug in eine Aussparung des Leitstückes einführbar ist, und das Leitstück eine Führungskante aufweist, durch welche der V/ickeldraht in den jeweiligen

- 5 ~ Berlin,d.19.4.1979 55 203 27

Kollektorschlitz zur Bildung einer Drahtschlaufe einlegbar ist.

Besonders vorteilhaft, ist es, wenn die Steuerungs- und Antriebsvorrichtung sur Durchführung des Verfahrens auf einer gemeinsamen Welle einen Antriebsmotor mit einem Tachogenerator und eine Spannvorrichtung mit.der Teilscheibe aufweist und diese Elemente miteinander in Wirkverbindung stehen*

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Drahteinlegevorrichtung sowie der Steuerungs- und Antriebsvorrichtung besteht insbesondere darin, daß zwischen der Antriebsvorrichtung und der Spannvorrichtung eine spielfreie Übertragung der Positions- .. 'werte von der Teilscheibe gewährleistet ist, wodurch eine wesentliche Verbesserung der Teilungsgenauigkeit von bisher einer Toleranz von 30' auf nur 10' bis 15% d*h, etwa um das Doppelte, unabhängig von der Kollektorschlitz-Toleranz der Kollektoren, erzielt wird*

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß beispielsv/eise durch die Verwendung eines bekannten Gleichstrom-Scheibenläufermotors-, v/elcher gegenüber dem Schrittmotor reaktionsschneller ist, kürzere Positionszeiten und Schaltzeiten erreicht werden könnenο

Es empfiehlt sich, daß die Positionswerte der Teilscheibe in einem Mikrocomputer entsprechend der Kollektorschlitz-Teilung digital vorprogrammierbar sind* .

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden«, In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

2 ΐ1923

- 6 - Berlin,d.19.4.1979 55 203 27

Fig. 1: eine Seitenansicht einer e^findungsgemäßen Drahteinle gevorrichtung sowie einer Steuerungs- und Antriebsvor richtung,

Fig. 2: eine Vorderansicht der Vorrichtungen gemäß Fig. 1,

Fig, 3: eine Draufsicht eines Details der Drahteinlegevorrich tung gemäß Fig. 1,

Fig» 4: eine Seitenansicht der Drahteinlegevorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 5 ttnd. Fig. 6: Seitenansichten eines Kollektors mit einer eingelegten Drahtschlaufe,

Fig. 7: eine perspektivische Ansicht des Kollektorankers mit am Kollektorkragen an den Verstemmpunkten verankerten Drahtschlaufen, und

Fig. 8: ein Schema der computergesteuerten Antriebsvorrichtung.

Bei der Beschreibung des dargestellten Ausführungsbeispieles der Drahteinlegevorrichtung sowie der Steuerungs- und Antriebsvorrichtung und ihrer Arbeitsweise wird nur auf die für die Drahtschlaufenbildung notwendigen Teile eingegangen, da die . für die eigentliche Bewicklung des Ankers erforderlichen Teile, wie Leitbleche, Wickelarme u.dglo der Ankerwickelmaschine als bekannt vorausgesetzt werden und nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehören*

Die Fig. 1 zeigt eine Drahteinlegevorrichtung 17 sowie eine Steuerungs- und Antriebsvorrichtung 1, wobei ein Antriebsmotor 2 mit dem Tachogenerator 3 und eine Spannvorrichtung 7 mit

- 7 - Berlin,cM9.4.1979 55 203 27

einer Teilscheibe 4 auf einer gemeinsamen Welle 8 angeordnet sind. Die Teilscheibe 4 ist zur Positionierung eines am Abtriebsende der Welle 8 aufgespannten, zu bewickelnden Kollektorankers 10 vorgesehen· Auf dem entgegengesetzten .Wellenende ist der Kollektoranker 10 ebenfalls in einem Spannmittel 26^ beispielsweise eines nicht dargestellten Drehkreuzes, gehalten. Die Spannvorrichtung 7 ist ohne Übertragungsmittel, wie Zahnräder, Riemen u«dgl_e über einen nicht dargestellten Kolben 9, eine Feder 5 mit dem Antriebsmotor 2, vorzugsweise- mit einem Gleichstrom-Scheibenläufermotor mit geringem Massenträgheit smoment, direkt gekuppelt, so daß eine -spielfreie Übertragung der Positionswerte von der Teilscheibe 4 auf den Kollek« toranker 10 erfolgen kann. Die an der Teilscheibe 4 entsprechend der Kollektorschlitz-Teilung mittels eines Sensors 28, beispielsweise optisch oder magnetisch, abgetasteten Positionswerte werden in elektrische Signale umgewandelt und in einem Mikrocomputer 25 digital ausgewertet_s Die Drahteinlegevorrichtung -17 besteht aus einem Leitstück 18, welches eine Aussparung 19 s19⁵ und eine Führungskante 6 aufweist * Der WiGkeldraht 15 wird durch eine seitliche Schwenkbewegung des aus der Ausgangs-I in die Fangposition II geführten Fanghaken 33;33* einer schwenkbaren Fangvorrichtung 32 j 32 ^s gefangen und in den Bereich eines Kollektors 11 durch Zurückschieben III des Fanghakens 33>33' zur Drahtschlaufen-Bildang gebrachte Durch ein radial zum Kollektor 11 durch eine Aussparung 19;19' des Leitstückes 18 verschiebbares Verstemmwerk-zeug 24;24^{ erfolgt das Verstemmen der Kollektorschlitze 12 in Form von VerStemmpunkten 31 β Das Verstemmwerkzeug 24,24^! wird durch einen VerStemmzylinder 30^30* pneumatisch oder hydraulisch betätigt» Fig« 5 zeigt bei einem Kragenkollektor 11^f und Figo 6 bei einem Walzenkollektor 11" die. an dem Verstemmpunkt 31 verankerte Drahtschlaufe 16 und Fig* 7 den mit kurzen Drahtschlaufen 16 fertiggestellten Kollektoranker 10

:211923

- 8 - Berlin,d·19*4.1979 55*203 27

mit Kollektorkragen 13·

Die Bezugszahlen von Fig. 1 gelten für gleiche Teile auch in Fig. 2 bis Fig. 8, Symmetrische Teile sind in der Beschreibung nur einmal erwähnt·

Anhand der Fig. 1 bis Fig. 4 und der Fig, 8 wird der Arbeitsablauf der erfindungsgemäßen Drahteinlegevorrichtung sowie der Steueruags- und Antriebsvorrichtung näher beschriebene

Am Ende jeder Spulenwicklung wird der Fanghaken 33;33' aus der Ausgangs- I in die Fangposition II ausgeschwenkt, so daß gemäß Fig. 1 und Fig. 2 der Wickeldraht 15 in der Wickelebene der Wickelarme 14;14» gefangen wird. Durch Einschwenken des Fanghakens 33»33^! zurück in die Ausgangsposition I und nachfolgendem Zurückschieben III des Fanghakens 33;33' achsparallel zum Kollektor 11 gelangt der Wickeldraht 15 gemäß Fig_e 3 und Fig. 4 in den Bereich der Kollektorschlitze 12 und über eine Führungskante 6 des konisch ausgebildeten Leitstückes 18 in den entsprechenden Kollektorschlitz 12, Anschließend wird der Kollektorschlitz 12 mit dem eingelegten Wickeldraht 15 durch das durch die Aussparung 19j19* radial zum Kollektor 11 geführtes Verstemmwerkzeug 24;24' verstemmto Durch Drehen der Wickelarme 14;14» gegen die Wickelrichtung wird der bereits im Kollektorschlitζ 12 eingelegte Wickeldraht 15 um den Verstemmpunkt 31 herum gezogen und bei gleichzeitiger Bildung der Drahtschlaufe 16 in denselben Kollektorschlitz 12 eingelegt. Der Steuerungsablauf der Antriebsvorrichtung 1 zum Drehen und Positionieren des Kollektorankers 10 erfolgt mittels des Sensors 28 an der Teilscheibe 4; die abgetasteten Soll-Positionswerte und die in einem Eingabegerät 27 vorgewählten digitalen Eingabewerte, beispielsweise die Lamellenanzahl, Verschaltwinkel u.dgl. werden an einen Mikrocomputer 25 weitergeleitet. Die Mikrocomputer 25 errechnet aus diesen Werten automatisch die richtigen Positionen und mittels eines Motorsteuergerätes

-9 - Berlin_fdo19_e4.1979 55 203 27

29 wird der Antriebsmotor 2 entsprechend gesteuert, wobei der Tachogenerator 3 den Soll-Ist-Vergleich ebenfalls an das Motorsteuergerät 29 übergibt«, Durch das Motorsteuergerät 29 wird jede Positionaabweichung ausgeglichen* wodurch eine hohe Positions- und Haltegenauigkeit erreicht wird.,

Die Ausführungsmöglichkeiten sind auf das in dar Zeichnung dargestellte Beispiel nicht beschränkt« So könnte die Steuerungs- und Antriebsvorrichtung 1 auch bei der Fertigung von Ankern mit Hakenkollektoren eingesetzt werden«

-10-

Claims

1» Verfahren zum Betrieb von automatischen Ankerwickelmaschinen, bei welchen nach der Fertigstellung der Spulenwicklungen, die Kollektoranschlüsse der Wicklungsdrähte mit den einzelnen Kollektorschlitzen verbunden werden, gekennzeichnet dadurch, daß folgende Verfahrensschritte vorgesehen sind:

a) der Anker wird in bekannter Weise mit der Spulenwicklung bewickelt,

b) eine Steuerungs- und Antriebsvorrichtung mit einer Teilscheibe bringt den Kollektor jeweils in die Position, daß die einzelnen Kollektorschlitze unterhalb eines Leitstückes einer Drahteinlegevorrichtung liegen,

c) der Wickeldraht der jeweiligen Spulenwicklung wird durch eine seitliche Schwenkbewegung eines aus der Ausgangsin die Fangposition geführten Fanghakens gefangen,

- e) nachfolgend wird der Fanghaken achsparallel zum Kollektor zurückgeschoben, wobei gleichzeitig der Wickeldraht über das konisch ausgebildete Leitstück in den entsprechenden Kollektorschlitz eingelegt wird,

f) der Kollektorschlits mit dem eingelegten Wickeldraht wird durch ein durch eine Aussparung des Leitstückes geführtes Verstemmwerkzeug verstemmt, und

g) durch rückwärts drehende Wickelarme wird über eine Kante

- 11 - .Berlin,d.19.4.1979 55 203 27

des Leitstückes der im Kollektorschlitz eingelegte Wickeldraht um den Versteinmpunkt herum gezogen und bei gleichzeitiger Bildung einer Drahtschlaufe in denselben Kollektorschlitz eingelegt«

2. Drahteinlegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine schwenkbare Fangvorrichtung (32;32^l) mit dem Fanghaken (33;33') und das gegenüber dem Kollektor (11) radial verschiebbare Verstemmwerkzeug (24,24-*) voneinander unabhängig betätigbar sind$ und daß das Verstemmwerkzeug (24;24^?) in eine Aussparung (19; 19*) des Leitstückes (18) einführbar ist, und das Leitstück (18) eine Führungskante (6) aufweist, durch welche der Wickeldraht (15) in den jeweiligen Kollektorschlitz (12) zur Bildung einer Drahtschlaufe (16) einlegbar ist_e

2 11923

Erfindungsanspruoh

3« Steuerungs- und Antriebsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1_s gekennzeichnet dadurch, daß ein Antriebsmotor (2) mit einem Tachogenerator (3) und einer Spannvorrichtung (7) mit .der Teilscheibe (4) auf einer gemeinsamen Welle (8) angeordnet sind und miteinander in Wirkverbindung stehen*

4. Steuerungs- und Antriebsvorrichtung nach Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Positionswerte der Teilscheibe (4) in einem Mikrocomputer (25) entsprechend der Kollektorechlitz-Teilung digital vorprogrammierbar sind«,

Hi 4