DD281063A1

DD281063A1 - Einrichtung und verfahren zum einbinden von ganzformspulen

Info

Publication number: DD281063A1
Application number: DD89327101A
Authority: DD
Inventors: Joachim Sabinski; Juergen Huebner
Original assignee: Elektromaschinenbau Veb K
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1990-07-25
Also published as: IT9019848A1; FR2647586A1; CH682274A5; FR2647586B1; DE4006917A1; IT1239426B; DE4006917C2; IT9019848A0

Abstract

Einrichtung und Verfahren zum Einbinden von Ganzformspulen fuer Zwei- und Mehrschichtwicklungen, insbesondere zum Aufbringen von Isolierband auf Wicklungen bei mittleren und grossen dynamoelektrischen Maschinen mit fuenf unabhaengig und stufenlos steuerbaren Achsen zur Verfolgung der Spulenkontur durch den Spulentraeger und den Einbindekopf mit einer vertikalen Aufspannung der Ganzformspule. Bei speziell geformtem Spulenauge erfolgt ein maschinelles geschlossenes Einbinden der Ganzformspule vom Schaltende zu Schaltende einschliesslich des freien Spulenauges. Bei normal ausgeformten Spulenauge erfolgt ein Ueberfahren des freien Spulenauges ohne ausfahren des Einbindekopfes. Bei gleicher bzw. besserer Qualitaet der Isolation erfolgt eine Verringerung der manuell durchzufuehrenden Taetigkeiten bzw. Zeiteinsparung beim Einbindeprozess. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet o'sr Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Einbinden von Ganzformspulen für Zwei- und Mehrschichtwicklungen, insbesondere zum Aufbringen von Isolierband auf Wicklungen mit ausgebildeten Strängen, Kommutatorwicklungen und vorteilte Wicklungen für ausgeprägte Pole bei mittleren und (iroßen dynamoelektrischen Maschinen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Beim maschinellen Einbinden von Ganzformspulen für Wicklungen elektrischer Maschinen mit Isolierbändern erfolgt die Aufspannung der Ganzformspule horizontal, wobei der Einbindekopf der Einbindemaschhe, die Ganzformspule oder beide manipuliert werden.

Bei einfachen Einbindemaschinen, wie z. B. bei der Einbindemaschine Ml-10? der Firrm M cafil, Zürich, (Firmenschrift), und der Umbandelmaschine KG1-3 und KGU der Firma H. F. Stollberg, Beerfelden/BRD, (Firmenschrift), wird die manuelle Manipulation der Ganzformspule angewandt. Dor Einbindekopf ist auf einer Arbeitsebene fest installiert.

Nachteilig hierbei ist der hohe manuelle Anteil am maschinellen Einbindeprozeß, die dadurch bedingten großen Toleranzen, der z. B. zu Verdickunt en in dor Isolation führt, die sich später beim Einbau der Wicklung nachteilig bemerkbar machen. Zur Bewegung des Einbindekopfes während des Einbindevorganges sind verschiedene Lösungen bekannt. In der DE 1660012, H01B13/08 .Umbandelmaschine" wird ein hängender Einbindekopf manuell geführt. Ein hängend angebrachter Wickelkopf auf einer Schienenführung mit und ohne Steuerung der Abtastgrößen ist in der DE 2003829, H01B13/08 .Umbandelmaschine zum Bewickeln der Wicklungsteile von elektrischen Maschinen mit Isolierstoffbändern" beschrieben. In der DE 2451460, H02K15/10 ,Vorrichtung zum Aufbringen von Isolierstoffbändern auf Wicklungen elektrischer Maschinen" erfolgt die Führung des mit Wagen und Ausleger angetriebenen Einbindekopfes über Kopierkurven. Nachteilig ist für diese Lösungen die schlechte Zugänglichkeit der Spule für die notwendigen manuellen Hilfsoperationen des maschinellen Einbindeprozesses, die ein zweimaliges Positionieren und Arretieren der Spule für das Isolieren der Spulenschenkel bedingen.

Die kombinierte Bewegung von Spule und Wickelkopf beim Isolioron von Ganzformspulen basiert auf der Zusammenfassung von den Antriebsarten für die Spule und für den Einbindekopf. Die Steuerung erfolgt mit Computer. Als Beispiel hierfür gilt die programmierbare Spulen-Isoliermaschine Ml 155 der Firma Micafil, Zürich, (Firmonschrift), und die in Manufacturring of Micapact Il coils ASEA Journal 54 (1931) Schweden, S.42-46 beschriebene Lösung. Hierbei erfolgt das Einspannen der Zweischichtganzformspule an den Spulenaugen, wobei gesteuert ein- und ausfahrbare Spulenstützen im Bereich der Spulenschenkel eine zusätzliche Abstützung der Spule sichern. Es können unterschiedliche Isoliergeschwindigkeiton für das Aufbringen der Bänder im Nutbereich, im Bereich der Wickelkopfschenkel und im Übergangsbereich zwischen beiden gewählt werden. Die Isoliermaschine Ml 155 verfügt über einen Mechanismus, der ein Umklappen der Spule nach der Isolierung des einen Schenkels in die Isolierlage für den anderen Schenkel bedingt. Die jeweiligen Positionierparameter für die zwei Spulenlagen werden vor dem Einbindeprozeß ausgemessen und berechnet. Nachteilig ist hierbei ebenfalls die schlechte Zugänglichkeit der Spule für die notwendigen manuellen Tätigkeiten beim maschinellen Einbindeprozeß sowie die manuell betätige Lageänderung der Spulenschenkel.

Bekannt ist beim maschinellen Isolieren von Zweischichtganzformspulen, daß die maschinelle Isolierung in Lagen gestuft bis in den Wickelkopfschenkel erfolgt und danach im Bereich des Spulenauges sowie Teilbereichen der Wickelkopfschenkel die Isolierung manuell ausgeführt wird.

Allen Verfahren zum Einbinden von Ganzformspulen haftet der Nachteil an, daß nur ein Spulenschenkel in einer Einspannung eingebunden wird und pro Ganzformspule ein zweimaliges Einfahren und Ausfahren des Einbindekopfes notwendig ist. Nachteilig ist durch den Übergang von maschineller zur manuellen Isolierung der heterogenere Isolierungsaufbau und der Aufwand für die manuelle Isolierung.

Aus der DE 2260661, H02K15/04 ,Verfahren zur Herstellung von Spulen für elektrische Maschinen" ist ein geschlossenes Einbinden für nicht ausgeformte Spulen bekannt. Dieser Lösung haftet der NaciUeil an, daß die Isolation durch das Nachpressen und Verdrehen der Spulenschenkel sehr leicht beschädigt wird. Die gegenwärtig sich im Einsatz befindlichen empfindlichen Isolierbänder entsprechend guter isolierender Eigenschaften lassen ein Einbinden und anschließendes Fertigausformen nicht zu.

Ziel der Erfindung

Das Ziel dor Erfindung ist die Reduzierung der manuellen Tätigkeiten beim maschinellen Einbindeprozeß und die Verringerung der manuell isolierten Abschnitte der Ganzformspulen bei mindestens gleichbleibender oder verbesserter Qualität.

Darstellung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die eine umfassende Zugänglichkeit der Ganzformspule während des Einbindeprozesses von einem Bedienplatz aus gewährleistet und das Einbinden beider Spulenschenkel in einer Aufspannung ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird das dadurch gelöst, daß der Spulenträger für ein vertikales Einspannen der Nutteile übereinander bzw. ein Einspannen in spitzem Winkel zur Vertikalen ausgelegt ist. Dies bedeutet, daß die Spulenschenkel senkrecht bzw. fast senkrecht übereinander liegen. Das Einspannen der Ganzformspule erfolgt mit mindestens 3 Spanneinrichtungen, wobei sich mindestens zwei ständig im Eingriff befinden. Diese bzw. mehr als 3 Spanneinrichtungen sind so angeordnet, daß sie entsprechend der Bewegungsrichtung des Einbindekopfes abwechselnd fortlaufend im Eingriff sind. Zur Verfolgung der Spulenkontur sind drei translatorische und zwei rotatorische Achsen angeordnet, wobei sie sich auf den Spulenträger und den Einbindekopf aufteilen. Für die Realisierung dieser kontinuierlichen Bewegung ist eine mehrachsfunktionale Maschinensteuerung notwendig.

Das Einbinden der Ganzformspule vom Schaltende über das freie Spulenauge, d. h. das der Schaltseite entgegengesetzte Spulenauge, bis zum anderen Schaltende erfolgt in einer Aufspannung. Damit entfällt das manuelle Umklappen der Ganzformspule, wie es bei den anderen Einbindemaschinen üblich ist. Die vertikale einmalige Aufspannung hat des weiteren den Vorteil, daß die beim Einbindeprozeß durchzuführenden manuellen Arbeiten von einem Bedienplatz aus für beide Spulenschenkel ausgeführt werden können. Die erfindungsgemäße vertikale Aufspannung in Verbindung mit den sich abwechselnd in Eingriff befindlichen mindestens drei Spanneinrichtungen sichert bei einem gestreckten Spulenauge bzw. bei sehr kleinem Spulenauge ein geschlossenes Einbinden über das. Ein gestrecktes Spulenauge bei Ganzformspulen liegt vor, wenn der Übergangswinkel Spulenkopf-Spulenauge gleich bzw. größer 90° ist. Die damit verbundene Streckung des Auges sichert eine senkrechte Stellung des Einbindekopfes während des Wickelvorganges. Diese Stellung ist notwendig, um die Isolierbänder faltenfrei aufzubringen.

Bei sehr kleinen, nur halb ausgeformten Spulenaugen, wie s'e vor allem bei Ganzformspulen mit kleinem Spulenquerschnitt Anwendung finden, wird das freie Spulenauge mit b' gebenden, wobei die Isolation nicht in jedem Fall im Bereich des Spulenauges gleichmäßig anliegt, aber die geforderte.ι Ie »tigkeits- und Qualitätswerte aufweist. Bei Gaozformspulen mit nicht gestrecktem Spulenauge, d. h. voll ausgeformtem Spulenauge, erfolgt ein Einbinden bis unmittelbar vor das Spulenauge, das ohne Einbindebewegung überfahren wird, wobei der Einbindekopf nicht ausgefahren wird und unmittelbar am Ende des Spulenauges der Einbindevorgang fortgesetzt wird.

Das Spulenauge muß dann von Hand fertig eingebunden werden. Der Vorteil liegt hier vor allem in der Zeiteinsparung durch das Nichtausfahren des Einbindekopfes.

Ausführungsbelsplel

Die Erfindung soll nachstehend an 3 Figuren näher erläutert werden. Die Figur 1 zeigt die Prinzipskizze einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spulenträgers für die senkrechte Aufspannung der Spule mit dem Grundrahmen 1, der in z- und y-Richtung translatorisch angetrieben ist, auf dem in y-Richtung translatorisch verstellbare Tragarme 2 angeordnet sind, auf denen sich drei feste und drei in z-Richtung verstellbare Spanneinrichtungen 3 befinden. Dabei können auch drei davon nur als Hilfsstützen ausgebildet sein, die die Ganzformspule nicht einspannen, sondern nur stützen. Diese Spanneinrichtungen, die in x-Richtung translatorisch bewegbar sind, befinden sich abwechselnd fortlaufend in der Bewegungsrichtung eines Einbindekopfes bekannter Bauweise im Eingriff und sichern eine zuverlässige Fixierung der Ganzformspule während des gesamten Einbindeprozesses.

Die Figur 2 zeigt einen geschlossenen maschinellen Einbindepiozeß einer Zweischicht-Ganzf armspule und die zugehörigen notwendigen Systembewegungen von Spulenträger und Einbindekopfhalter. Die Zweischicht-Ganzformspule 4 ist dargestellt in der erfindungsgemäßen vertikalen Aufspannung, welche eine gute Zugänglichkeit für die beim Einbindeprozeß notwendigen manuellen Tätigkeiten sichert. In der Manipulationsebene des Spulenträgers führt sio die translatorischen Bewegungen Ij, l_y, I_x aus, wobei I₁ dem Abstand in z-Richtung zwischen Spulenschenkel und Spulenschenkel I_x dem Abstand in x-Richtung zwischen Spulenschenkeln und Spulenaugen und l_y der einzubindenden Länge der Zweischicht-Ganzformspule 4 entspricht.

Die rotatorischen Bewegungon A um die x-Achse und C um die z-Achse des Einbindekopfes bekannter Bauweise, sichern die Verfolgung dergeraden Nutteile, derevolventenförmigen bzw. geraden Wickelkopfschenkel und des Spulenauges einschließlich der zugehörigen Übergangsradien der Zweischicht-Ganzformspule. Dabei schwenkt der Einbindekopf entsprechend dem Drehwinkel 5a um die x-Achse und dem Drehwinkel 8c um die z-Achae (siehe Draufsicht Figur 2). Laut Figur 3 ist dem Drehwinkel δ_Α der Spulenkopfwinkel α* und dem Drehwinkel 5c der Übergangswinkel a_w zuordenbar. Figur 3 zeigt die Ausführung eines gestreckten Spulenauges, d.h. der Spulenkopfwinkel α_κ und der Übergangrwinkel Spulenkopf-Spulenauge ö^sind größer gleich 9ü°. In Abhängigkeit vom Streckungswinkel des Augos a_s erfolgt die Steuerung der Bewegung des Einbindekopfes. Die Stellung des Einbindekopfes S ist dabei immer senkrecht zur Höhe des Spulenquerschnittes h. Unter diesen Voraussetzungen ist mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ein erfindungsgemäßes geschlossenes Einbinden der Zweischicht-Ganzformspule von einem Schaltende über das gestreckte Spulenauge bis zum anderen Schaltende realisierbar. Der Vorteil liegt im gleichmäßigen Aufbau der Isolation und der damit verbundenen Qualitätserhöhung sowie in der Reduzierung der manuellen Tätigkeiten und der damit verbundenen Qualitätserhöhung sowie in der Reduzierung der manuellen Tätigkeiten und der damit verbundenen Zeiteinsparung für den gesamten Einbindeprozeß. Durch das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt in Verbindung mit der srfindungsgemäßen Einrichtung das Einbinden von Schaltende zu Schaltende über ein Spulenauge, so daß nur noch das Spulenauge, das auf der Seite der Schaltenden liegt, manuell eingebunden werden muß.

Claims

1. Einrichtung zum Einbinden von Ganzformspulen für Zwei- und Mehrschichtwicklungen für mittlere und große dynamoelektrische Maschinen mit mindestens drei translatorischen und zwei rotatorischen Achsen für den Spulenträger und den Einbindekopf zur Verfolgung der Spulenkontur, die voneinander unabhängig und stufenlos steuerbar angeordnet sind und einer Aufspannung der ausgeformten Ganzformspule, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuttoile der Ganzformspule vertikal übereinander oder in einem spitzen Winkel zur Vertikalen aufgespannt sind und mindestens drei Spanneinrichtungen so angeordnet sind, daß sie entsprechend der Bewegungsrichtung des Einbindekopfes abwechselnd fortlaufend im Eingriff sind.

2. Verfahren zum Einbinden von Ganzformspulen für Zwei- und Mehrschichtwicklungen für mittlere und große dynamoelektrische Maschinen in einer Aufspannung derausgeformtenGanzfornspule, dadurch gekennzeichnet, daß bei gestrecktem Spulenauge bzw. sehr kleinem Spulenauge )in geschlossenes Einbinden der Ganzformspule von einem Schaltende zum anderen einschließlich des freien Spulenauges erfolgt.

3. Verfahren zum Einbinden von Ganzformspulen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht gestrecktem Spuienauge beide Spulenschenkel bis zum freien Spulenauge eingebunden und das freie Spulenauge ohne Einbindebewegung überfahren wird, ohne den Einbindekopf auszufahren.