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Maschine zum selbsttätigen Ausführen der Läuferwicklungen von elektrischen
Maschinen Die Erfindung betrifft eine Maschine zum selbsttätigen Ausführen der Läuferwicklungen
von elektrischen Maschinen.
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Während mit den bisher bekannten Maschinen ein Wicklungsstrang nach
dem anderen gewickelt wird, besteht der wesentliche Unterschied der Maschine nach
der vorliegenden Erfindung darin, daß alle Wicklungsstränge unabhängig von ihrer
Anzahl gleichzeitig gewickelt werden, wobei hierfür nicht mehr Zeit in Anspruch
genommen wird als zum Wickeln eines einzigen Wicklungsstranges.
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Die Maschine nach der Erfindung besteht aus einer Hauptwelle, auf
der der zu wickelnde Läufer befestigt wird und die eine erste hin- und hergehende
Verschiebebewegung in Längsrichtung und eine zweite, ebenfalls alternierende Drehbewegung
besitzt. Ferner ist eine je nach der Anzahl der Läufernuten verschiedeneAnzahl vonDrahtführern
vorgesehen, welche radial um die genannte Läuferträgerwelle angeordnet sind und
ebenfalls eine hin- und hergehende Bewegung ausführen, durch die das Ende jedes
Drahtführers nacheinander und wiederholt den Nuten des zu wickelnden Läufers angenähert
und von diesen entfernt wird.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der selbsttätigen Maschine
beispielsweise schematisch dargestellt, und zwar ist Fig. 1 eine Seitenansicht mit
teilweise geschnittenen Bauteilen der gesamten Maschine, Fig.2 eine Vorderansicht
eines Abschnittes des Vorderteiles der Maschine im Gebiet der Pfeile der Linie II-II
der Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht in Richtung der Pfeile der Linie III-III der
Fig.2. Fig. 4 eine vergrößerte Draufsicht eines Innenteiles der Maschine nach der
Linie IV-IV der Fig. 1, Fg.5 eine Seitenansicht zu Fig.4 im gleichen Maßstab, Fig.
d eine vergrößerte Ansieht einer Einzelheit nach den Pfeilen der Linie VI-VI der
Fsg. 1, Fig. 7 und 8 eine Seitenansicht und ein Querschnitt einer anderen Einzelheit
und Fig. 9 eine andere Einzelheit, teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt.
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Die Maschine nach der Erfindung liegt auf einer von einem Gestells
getragenen Wand 2 auf. Die Wand und das Gestell 5 unterstützen sämtliche die Maschine
bildenden Bauelemente. Die Wand 2, vor welcher die Bedienungsperson ihre Arbeit
verrichtet, kann waagerecht, geneigt oder zwecks besserer Zugänglichkeit, wie in
der Zeichnung ersichtlich, senkrecht angeordnet sein. Durch eine in der Mitte der
Wand 2 angebrachte Bohrung 6 tritt das Ende der Welle 1 durch, die dazu bestimmt
ist, mittels eines eigenen Halters 7 den zu wickelnden Läufer R zu tragen. Die eigentlichen
mechanischen Bauteile der Maschine, die sich hinter der Wand 2 befinden, sind an
dieser Wand 2 und am Gestell s befestigt und bestehen aus zweckmäßig angeordneten
Lagern 8, in denen diie Welle 1 konzentrisch zur Bohrung 6 der Wand 2 und senkrecht
zu dieser gelagert ist. Die Lager 8 sind derart ausgebildet, daß sie zwei bestimmte
Bewegungen der Welle 1 zulassen, und zwar eine hin- und hergebende Längsbewegung
verschiedener Länge und eine mit der hin- und hergehenden Längsbewegung nicht gleichzeitige,
jedoch in zweckmäßiger Phase stattfindende und ebenfalls in ihrem Ausmaß einstellbare
Drehbewegung.
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Rein beispielsweise und nur, um eine mögliche Lösung dieser Aufgabe
zu zeigen, kann dies dadurch erreicht werden, daß die Welle 1 in einem Rohr 9 gleitet
und mittels zweier Büchsen 10 geführt wird.
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Im Rohr 9 ist ein Längsschlitz 11 vorgesehen, in dem sich ein auf
der Welle 1 aufgekeilter Zapfen 12 verschiebt. Hierdurch wird erreicht, da.ß die
Welle 1 im Rohr vor- und rückwärts verschiebbar, jedoch innerhalb des Rohres nicht
drehbar ist.
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Da es äußerst wichtig ist, daß die Welle 1 nicht die geringste Drehung
des Läufers zuläßt, ist der Schlitz 11 im Rohr 9 beispielsweise über seine gesamte
Länge mit zwei Seitenwänden 13 (s. Fig. 7 und 8) versehen. Diese Wände bilden einen
Gleitkanal von solcher Höhe, daß der Zapfen 12 darin ohne sich zu drehen gleitet,
welcher Vorteil somit auch der Welle 1 zukommt.
An jedem Ende des
Rohres 9 wird das Rohr durch zwei Flansche 14 frei drehbar gelagert. Diese beiden
Flansche sind am Lager 8 befestigt, das seinerseits an der Wand 2 befestigt ist.
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Neben den beiden Flanschen 14 sind zwei Muffen 15 frei drehbar mittels
einer entsprechenden Formgebung der Fläche bzw. mittels dazwischen vorgesehener
Kugeln angeordnet. Die Flansche 15 sind mittels Druckschrauben od. dgl. am Rohr
9 befestigt.
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Diese rein beispielsweise angeführte Vorrichtung dient dazu, um dem
Rohr 9 und folglich der Welle 1 eine Drehbewegung zu gestatten, deren Ausmaß mittels
anderer, nachfolgend erläuterter Vorrichtungen einstellbar ist. Die Hin- und Herbewegung
der Welle 1 kann auf beliebige Weise, d. h. mechanisch, pneumatisch, hydraulisch,
elektromagnetisch usw., erzielt «-erden. Beispielsweise ist ein mechanischer Antrieb
in der Zeichnung dargestellt.
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Am inneren Ende der Welle 1 ist eine Umfangsnut 16 (s. Fig. 9) vorgesehen.
Die Welle 1 tritt frei in ein in Achsenrichtung in der Hülse 17 angebrachtes Loch
ein, und eine Schraube 18, die seitlich in die Hülse 17 eingeschraubt ist, dringt,
wenn sie ganz eingeschraubt ist, ein Stück in die Nut 16 der Welle ein, so daß sie
eine freie Drehung der Welle innerhalb derHülse 17 gestattet, ohne daß die Welle
jedoch aus der Hülse austreten kann. Das andere Ende der Hülse 17 (Fig. 4) ist abgeflacht,
um eine ebene Fläche zu bilden, in deren Mitte eine Schraube 19 befestigt ist. Diese
Schraube 19 tritt durch die Rille 20 eines Hebels, beispielsweise eines in 22 drehbar
gelagerten Winkelhebels 21, wodurch zwischen der Welle 1 und dem Hebel 21 eine Verbindung
gebildet wird, welche es jedoch der Welle l gestattet, frei drehbar in der Rille
20 zu gleiten und Längsverschiebungen, die ihr durch den Hebe121 erteilt werden,
auszuführen. Der Winke1-llebel 21 ist, wie gesagt, im Knie 22 direhbar gelagert,
und sein anderer Arm weist ebenfalls einen Schlitz 20' auf, in dem ein Stift 23
frei gleitet, welcher Stift in entsprechend einstellbarer Entfernung von der Mitte
eines vom Motor !i7 mittels des Riemens 48 angetriebenen Rades 24 befestigt werden
kann. Der Stift 23 gleitet im Schlitz 20' und verursacht eine Schwenkbewegung, die
über den anderen Arm des Hebels 21 eine hin- und hergehende Bewegung der Welle 1
bedingt. Die Weite dieser Hin- und Herbewegung wird durch Verstellung des Stiftes
23 längs des Radaus des Rades 24 eingestellt.
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Die Drehbewegung der- Welle 1 kann auch auf verschiedene Weise durchgeführt
werden, und- zwar mechanisch mittels Hebel oder Nocken, hydraulisch, pneumatisch
oder elektromagnetisch. Rein beispielsweise ist eine der vielen möglichen Lösungen
dargestellt worden: In einem beliebigen Punkt des Rohres 9, innerhalb welchem die
Welle 1 gleitet, ist eine Muffe 25 (Fig. 4 und 6) befestigt, die an einer Seite
einen vorstehenden Arm 25' besitzt, an dessen Ende eine Gewindebohrung vorgesehen
ist. Ein bei 27 an einem Träger 28 angelenkte@r Hebel 26 endet unten in einer Gabel
29, die die am Ende des Armes 25' angebrachte Schraube 30 umgibt. Am anderen Ende,
das bei 31 in seiner Länge einstellbar ist, ist der Stab 32 aasgelenkt, der seinerseits
mit dem Ansatz des Kernes eines Elektromagneten 33 verbunden ist. Wenn der Elektromagnet
eingeschaltet ist, wird das Rohr 9 in einem Sinn gedreht, und Nvenn der Elektromagnet
abgeschaltet ist, führt die an ihm vorgesehene Gegenfeder das Rohr in die ursprüngliche
Lage zurück, indem sie es in entgegengesetztem Sinn dreht. Es versteht sich, daß
durch Verlängerung oder Verkürzung des Hebelarmes in 31 der Drehwinkel des Rohres
verkleinert bzw. vergrößert wird.
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Nachdem die Wirkung des Elektromagneten 33 in Synchronismus mit der
Hin- und Herbewegung der Welle 1 erfolgen muß, kann dies einfach mittels eines direkt
an dem die Hin- und Herbewegung der Welle 1 steuernden Rad 24 angeordneten elektrischen
Kontaktes erreicht werden bzw. mittels eines an einem durch das Rad 24 gesteuerten
odez jedenfalls mit diesem sich genau in Phase drehenden Rad angeordneten Kontaktes.
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Auch die radiale Hin- und Herbewegung der Drahtführer 3 kann auf verschiedene
Art, und zwar auf mechanischem, hydraulischem, pneumatischem, elektromagnetischem
Wege od. dgl., verwirklicht werden.
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Rein beispielsweise und auch aus Zweckmäßigkeitserwägungen heraus
ist eine elektromagnetische Steueerung der Drahtführer dargestellt worden.
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Damit die Maschine möglichst zweckmäßig und wirtschaft1ic'h in ihrer
Verwendungsmöglichkeit ist, darf sie nicht nur das Wickeln einer einzigen Läuferart
zulassen, sondern soll man mit ihr eine möglichst große Anzahl verschiedener Läuferarten
wickeln können. Bekanntlich gibt es eine äußerst große Anzahl verschiedener Läufer,
die sich durch ihren Kerndurchmesser, Stärke des Blechpaketes und Anzahl der Nuten
voneinander unterscheiden.
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In der Mitte der Wand 2 ist eine Durchgangsbohrung 6 vorgesehen, durch
welche die Welle 1 auskragend geführt ist, an der der Läufer R befestigt ist. An
.der Wand 2 können ein oder mehrere geeignet große Ringe 34 konzentrisch zur Bohrung
6 angeordnet sein, die sich an die verschiedenen Läuferdurchmesser anpassen. Der
Ring 34 besitzt einen Ansatz 35 mit leicht schwalbenschwanzförmig oder anderswie
geeignet ausgebildetem Profil, auf welchen Ansatz der Träger 36 jedes Elektromagneten
37 aufgeschoben und mit Schrauben 38 (Fig. 1 bis 3) befestigt werden kann.
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Die Stirnfläche des Ringes 34 oder die Ebene 2 können in Grade eingeteilt
sein, um die Anordnung der erforderlichen Anzahl von Elektromagneten 37 rundherum
in gleichem gegenseitigem Abstand zu erleichtern.
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Die Elektromagneten können in entsprechender Anzahl der Maschine als
Zubehörteile beigegeben sein und bestehen beispielsweise aus einer Spule 37, inner-.halb
welcher ein eine Hohlwelle 50 einschließender Kern verschiebbar ist. In die Welle
50 wird das Drahtführerröhrchen 3 eingesetzt und mittels der Schraube 51 befestigt,
um dessen Länge durch entsprechende Verschiebung einstellen zu können. Das Röhrchen
3 weist an seinem Ende eine Düse 49 aus Bakelit, Quarz oder anderem geeignetem Material
für den Durchgang und die Führung des Drahtes auf. Am anderen Ende der Hohlwelle
50 ist eine durch die Schraubenmutter 41 festgehaltene Gegenfeder 40 angeordnet.
Zur Einstellung der Lage der Hohlwelle 50 dient die Schraubenmuffe 39.
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Der Einfachheit und Bequemlichkeit halber kann ein Ende der Spule
38 am Träger 36 befestigt sein, der direkt mit dem an der Wand 2 elektrisch isoliert
befestigten Ring 34 in Berührung steht. Das andere Ende der Spule kann mit einem
Stecker versehen sein, der in einpolige Steckdosen eingeführt werden kann, die sich
in geeigneter, vorzugsweise überzähliger Anzahl um den Ring 34 herum angeordnet
befinden. Der Kupferdraht F wickelt sich von der durch eine Feder 42' gebremsten
Spule 42 ab, geht durch den Spanner 43 (eine allen Wickelmaschinen gemeinsame Vorrichtung
ohne besondere Merkmale) hindurch, tritt in
das Röhrchen 3 ein und
von diesem durch die Düse 49 aus und endet schließlich am Läufer R, auf den er sich
aufwickelt.
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Nachdem die Düse 49 in ihrer Ruhelage nur so weit von der Außenfläche
des Läufers entfernt sein darf, daß sie den Läufer bei seinen Bewegungen gerade
nicht berührt, und nachdem die zu wickelnden Läufer sehr veschiedene Durchmesser
besitzen können, kann das Röhrchen 3 in Längsrichtung verschoben und mittels der
Schraube 51 befestigt werden.
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Alle Elektomagneten 37 müssen in Synchronismus mit der Hin- und Herbewegung
der Welle 1, und zwar in den Augenblicken, in denen sich die Welle in ihren äußersten
Lagen befindet, wirken.
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Es ist somit zweckmäßig, daß auch die Kontakte für die Elektromagneten
auf dem Rad 24 bzw. auf einem vom Rad24 gesteuerten Rad bzw. jedenfalls auf einem
sich mit dem Rad 24 genau in Phase drehenden Rad angeordnet sind. Eine Möglichkeit
ist (wie in Fig. 4 und 5 gezeigt) durch zwei Scheiben 43, 44 gegehen, die jede mit
geeignet angebrachten Nocken versehen sind, um sowohl den Elektromagneten 33 für
die Drehung als auch gleichzeitig alle Elektromagneten 37 über die Kontakte 45,
46 zu steuern. Diese Scheiben werden durch die mit der Scheibe 24' verbundene Kette
47 in Drehung versetzt, wobei die Scheibe 24' ihrerseits über eine Kette 48 vom
Motor M angetrieben wird.
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Das Aufwickeln der Wickelstränge auf einen Läufer erfolgt folgendermaßen.
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Die den Läufer R tragende Welle 1 befindet sich zu Beginn -- wie in
Fig. 1 dargestellt - in zurückversetzter Lage; das bedeutet, daß sich der Läufer
möglichst nahe an der Wand 2 der Maschine befindet, so daß die Drahtführer 3 gegenüber
dem vorderen Läuferende liegen. Das freie Ende der aus den Drahtführern 3 austretenden
Drähte wird zuerst an der Welle 1 befestigt und um diese gewickelt. Auf diese Weise
kommt jeder von der Welle 1 ausgehende und in den entsprechenden Drahtführer 3 eintretende
Draht genau an der Stelle einer Nut 4 des Läufers zu liegen.
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Nun führt die Welle 1 eine Vorwärtsbewegung (in Fig.l nach rechts)
aus, so daß alle aus den verschiedenen Drahtführern 3 austretenden Drähte in die
entsprechenden Nuten 4 zu liegen kommen. Die Vorwärtsbewegung der Welle 1 hört auf,
sobald. sich die Enden der Drahtführer 3 -in der der Ausgangsstellung entgegengesetzten
Stellung befinden, d. h. am Hinterende der entsprechenden Nuten. Nun verschieben
sich alle Drahtführer 3 auf die Welle 1 zu, und der Läufer R dreht sieh um seine
eigene Achse um einen Winkel, der dem Abstand zwischen den Achsen der Nuten einer
Wicklung und somit dem Wicklungsschritt entspricht.
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Nach Beendigung dieser Drehung des Läufers R kehren die Drahtführer
3 in ihre zurückversetzte Stellung zurück, und die Welle 1 vollzieht eine Rückwärtsbewegung
in ihre Anfangslage.
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Infolge dieser Verschiebung legen sich die aus den Drahtführern 3
austretenden Drähte F wieder in die entsprechenden, gegenüber den ersten entsprchend
dem gewünschten Schritt versetzten Nuten. Die Drahtführer 3 führen sodann neuerlich
eine Verschiebung gegen die Welle aus, die Welle 1 direht sich um den gleichen Winkel,
jedoch im entgegengesetzten Sinn als das erste Mal, die Drahtführer 3 vollziehen
eine Rückwärtsverschiebung in die Ruhelage, und die Welle 1 bewirkt durch eine in
bezug auf die Wand. 2 auswärts gerichtete Bewegung, d:aß sich die Drähte wieder
in die ursprünglichen Nuten legen, wodurch die zweite Windung begonnen wird. Diese
Bewegungsaufeinanderfolge wiederholt sich entsprechend; der erforderlichen Anzahl
der Windungen und kann selbsttätig mittels eines normalen, im voraus einzustellenden
Zählwerkes eingeregelt werden. Wenn der zu wickelnde Läufer schraubenförmig versetzte
Nuten besitzt, versteht es sich, daß die in Fig.6 gezeigte Vorrichtung, die die
Drehung des Läufers steuert, beispielsweise durch eine Nockensteuerung ersetzt werden
muß, welche jede Drehbewegung des Läufers in zwei Schritten verursacht: eine Drehung
um einen gewissen Winkel am Ende der Bewegung entsprechend dem Wicklungsschritt
und eine zweite, allmähliche Verdrehung entsprechend der Ganghöhe der Nutenspirale
während der Längsbewegungen des Läufers.