DD281063A1 - DEVICE AND METHOD FOR CONNECTING FULL FORMULAS - Google Patents
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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. 1Device and method for integrating full-form coils for two- and multi-layer windings, in particular for applying insulating tape on windings in medium and large dynamoelectric machines with five independent and steplessly controllable axes for tracking the coil contour through the Spulentraeger and the Einbindekopf with a vertical clamping of the full-form coil. With a specially shaped bobbin eye, a machine closed binding of the whole bobbin from the switching end to the switch end takes place including the free bobbin eye. In the case of a normally shaped coil eye, the free spool eye is moved over without extending the binding head. With the same or better quality of the insulation, there is a reduction in the tasks to be carried out manually or the time saved during the integration process. Fig. 1
Description
Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings
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.The invention relates to a device and a method for integrating Ganzformspulen for two- and multi-layer windings, in particular for applying insulating tape on windings with trained strands, commutator windings and advantageous windings for salient poles in medium and (eroßen dynamoelectric machines.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
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.When machine-integrating full-form coils for windings of electrical machines with insulating tapes, the clamping of the whole-form coil is carried out horizontally, whereby the tie-in head of the single-case coil, the full-form coil or both are manipulated.
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.For simple binding machines, such. B. in the Ml-10 binding machine? of the company M cafil, Zurich, (company publication), and the transcribing machine KG1-3 and KGU of the company H. F. Stollberg, Beerfelden / FRG, (company publication), the manual manipulation of the full-form coil is used. Dor docking head is permanently installed on a working level.
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.The disadvantage here is the high manual share in the machine binding process, the consequent large tolerances, the z. B. leads to thickening in dor insulation, which later adversely affect the installation of the winding. Various solutions are known for moving the binding head during the binding process. A suspended binding head is manually guided in DE 1660012, H01B13 / 08 "Umbandelmaschine." A hanging mounted winding head on a rail guide with and without control of the scanning sizes is in DE 2003829, H01B13 / 08 .Umbandelmaschine for winding the winding parts of electric machines with Isolierstoffbändern "described. In DE 2451460, H02K15 / 10, Device for Applying Insulating Tapes to Windings of Electrical Machines, the guiding of the binding head driven by the carriage and the boom is effected by means of copying curves A disadvantage for these solutions is the poor accessibility of the coil for the necessary manual auxiliary operations of the machine binding process , which require a two-time positioning and locking the coil for isolating the coil legs.
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.The combined movement of the coil and winding over the isolor- one of whole-form coils is based on the summary of the types of drive for the coil and for the tie-in head. The control is done by computer. An example of this is the programmable coil insulating machine Ml 155 from Micafil, Zurich, (Firmonschrift), and the solution described in Manufacturing of Micapact Il coils ASEA Journal 54 (1931) Sweden, pp. 42-46. In this case, the clamping of the two-layer complete coil takes place at the coil eyes, wherein controlled retractable and extendable coil supports secure additional support of the coil in the region of the coil legs. Different insulating speeds can be selected for the application of the bands in the groove area, in the area of the winding head legs and in the transition area between the two. The insulating machine Ml 155 has a mechanism that causes a folding over of the coil after the isolation of the one leg in the insulating layer for the other leg. The respective positioning parameters for the two coil layers are measured and calculated before the integration process. The disadvantage here is also the poor accessibility of the coil for the necessary manual activities in the machine binding process and the manually operated change in position of the coil legs.
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.It is known in the machine insulation of two-layer complete coil form, that the machine insulation in layers graded into the winding head legs and then the insulation is carried out manually in the coil eye and parts of the winding head legs.
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.All methods for integrating Ganzformspulen has the disadvantage that only one coil leg is involved in a clamping and per Ganzform coil a double retraction and extension of the Einbindekopfes is necessary. A disadvantage is the transition from mechanical to manual isolation of the heterogeneous insulation structure and the cost of manual isolation.
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.From DE 2260661, H02K15 / 04, "Method for the production of coils for electrical machines" is a closed binding for unformed coils known.This solution adheres to the NaciUeil that the insulation is very easily damaged by the re-pressing and twisting of the coil legs. The currently in use sensitive insulating tapes according to good insulating properties do not allow integration and subsequent Fertigausformen.
Ziel der ErfindungObject of the invention
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.The goal of the invention is to reduce the manual operations involved in the machine tying process and to reduce the manually isolated portions of the tWo reels while maintaining or maintaining at least the same quality.
Darstellung des Wesens der ErfindungPresentation of the essence of the invention
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.The invention has for its object to provide a device and a method which ensures comprehensive accessibility of the whole-form coil during the binding process from an operator station and allows the integration of both coil legs in one clamping.
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.According to the invention this is achieved in that the coil support is designed for a vertical clamping of the groove parts on top of each other or a clamping at an acute angle to the vertical. This means that the coil legs are perpendicular or almost perpendicular to each other. The clamping of the full-form coil is done with at least 3 clamping devices, at least two are constantly engaged. These or more than 3 clamping devices are arranged so that they are alternately continuously engaged according to the direction of movement of the Einbindekopfes. To track the coil contour three translational and two rotary axes are arranged, wherein they are divided on the coil carrier and the binding head. For the realization of this continuous movement a multi-axis functional machine control is necessary.
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.The integration of the full-form coil from the switching end over the free coil eye, d. H. the coil side opposite the coil eye, to the other end of the switching takes place in one setting. This eliminates the manual folding of the full-form coil, as is common in the other binding machines. The vertical one-time clamping further has the advantage that the manual work to be performed during the binding process can be performed from an operator station for both coil legs. The vertical clamping according to the invention, in conjunction with the at least three clamping devices alternately engaged, ensures a closed engagement over an elongated coil eye or a very small coil eye. A stretched coil eye in the case of full-form coils is present if the transition angle coil head coil eye is the same or greater than 90 °. The associated extension of the eye ensures a vertical position of the binding head during the winding process. This position is necessary to apply the insulating tapes wrinkle-free.
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.For very small, only half-shaped coil eyes, as s'e be found especially in Ganzformspulen with small coil cross-section application, the free coil eye with b 'give , the insulation is not applied in each case in the area of the coil evenly, but the required. ι activity and quality values. In Gaozformspulen with unstretched coil eye, ie fully formed coil eye, binding takes place until just before the coil eye, which is run over without Einbindebewegung, the Einbindekopf is not extended and is continued immediately at the end of the Spulenauges the binding process.
Das Spulenauge muß dann von Hand fertig eingebunden werden. Der Vorteil liegt hier vor allem in der Zeiteinsparung durch das Nichtausfahren des Einbindekopfes.The bobbin eye must then be integrated by hand. The advantage here is above all in the time saved by the non-extension of the binding head.
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.The invention will be explained in more detail below to 3 figures. 1 shows the schematic diagram of an embodiment of the bobbin according to the invention for the vertical clamping of the coil with the base frame 1, which is translationally driven in the z and y direction, are arranged on the in the y direction translationally adjustable support arms 2, on which three fixed and three adjustable in the z-direction clamping devices 3 are. In this case, three of them can be designed only as auxiliary supports that do not clamp the whole-form coil, but only support. These clamping devices, which are translationally movable in the x-direction, are alternately engaged continuously in the direction of movement of a coupling head of known construction and ensure a reliable fixation of the whole-form coil during the entire binding process.
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, ly, Ix aus, wobei I1 dem Abstand in z-Richtung zwischen Spulenschenkel und Spulenschenkel Ix dem Abstand in x-Richtung zwischen Spulenschenkeln und Spulenaugen und ly der einzubindenden Länge der Zweischicht-Ganzformspule 4 entspricht.Figure 2 shows a closed machine Einbindepiozeß a two-layer Ganzf armspule and the associated necessary system movements of bobbin and Einbindekopfhalter. The two-layer full-form coil 4 is shown in the vertical clamping according to the invention, which ensures good accessibility for the manual activities necessary in the binding process. In the manipulation plane of the bobbin sio performs the translational movements Ij, l y , I x , where I 1 the distance in the z direction between the coil legs and coil legs I x the distance in the x direction between coil legs and coil eyes and l y of the length to be incorporated the two-layer full-form coil 4 corresponds.
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 δΑ der Spulenkopfwinkel α* und dem Drehwinkel 5c der Übergangswinkel aw zuordenbar. Figur 3 zeigt die Ausführung eines gestreckten Spulenauges, d.h. der Spulenkopfwinkel ακ und der Übergangrwinkel Spulenkopf-Spulenauge ö^sind größer gleich 9ü°. In Abhängigkeit vom Streckungswinkel des Augos as 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.The rotational motion A about the x-axis and C about the z-axis of the tie-in head of known construction ensure the tracking of the straight groove parts, the involute winding head leg and the coil eye including the associated transition radii of the two-layer full-form coil. In this case, the binding head pivots about the x-axis and the angle of rotation 8c about the z-axis in accordance with the angle of rotation 5a (see top view of FIG. 2). According to FIG. 3, the angle of rotation δ Α of the coil head angle α * and the angle of rotation 5c of the transition angle a w can be assigned . Figure 3 shows the execution of an elongated Spulenauges, ie the coil head angle α κ and the transition angle coil head coil eye ö ^ are greater than or equal to 9ü °. Depending on the extension angle of the Augos a s , the movement of the binding head is controlled. The position of the binding head S is always perpendicular to the height of the coil cross-section h. Under these conditions, with the device according to the invention, a closed binding of the two-layer full-form coil according to the invention from one switching end over the elongated coil eye to the other switching end can be realized. The advantage lies in the uniform structure of the insulation and the associated increase in quality as well as in the reduction of manual activities and the associated increase in quality and in the reduction of manual activities and the associated time savings for the entire integration process. By means of the method according to the invention, in connection with the device according to the invention, the integration of the switching end to the switching end takes place via a bobbin eye, so that only the bobbin eye, which lies on the side of the switching ends, has to be manually integrated.
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Legal Events
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