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Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ein Verfahren zum Übertragen einer Wellenwicklung, die mit Drahtstegen in radial nach außen offenen Nuten eines Übertragungswerkzeuges/Einziehdorns aufgenommen ist, in die Radialnuten eines Stators, die nach innen offen ausgebildet sind, wobei das Übertragungswerkzeug zunächst mittig mit zu den Statornuten fluchtenden Nuten in der Statoröffnung angeordnet wird und mittels eines Antriebskonus eine axiale Stellbewegung eines Antriebselements in eine radial nach außen gerichtete Bewegung von Einziehlamellen umgesetzt wird, die radial innen zu den Drahtstegen angeordnet sind und dadurch die Drahtstege radial nach außen in die Statornuten übertragen werden.
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Ein solches Verfahren ist aus der
DE 103 28 956 A1 bekannt. Dort werden die Lamellen mit einem zentral in dem Übertragungswerkzeug, das auch als Einziehdorn bezeichnet werden kann, angeordneten, linear beweglichen Antriebselement über konische Flächen nach außen verlagert. Die Lamellen sitzen dabei in Radialführungen. Es hat sich gezeigt, dass diese Art des radialen Verlagerns nicht immer einen reibungslosen Ablauf der Übertragung der Wellenwicklung ermöglicht.
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Aus der
EP 3 654 502 A1 ist ein Übertragungsverfahren bekannt, bei welchem die Einziehlamellen mittels eines Kniehebels radial nach außen verlagert werden. Die hierzu erforderliche Vorrichtung benötigt recht viel Bauraum.
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Die
EP 3 391 516 B1 beschreibt eine Lösung, bei welcher neben einem Antriebskonus auch Mittel zum axialen Einziehen der Drahtstege in die Statornuten vorgesehen sind. Der Mechamismus hierzu ist sehr aufwändig und benötigt viel Bauraum.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren der eingangs genannten Art im Ablauf zu verbessern, ohne dass hierzu raumgreifende Vorrichtungen benötigt werden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem zwei Antriebskonen vorgesehen werden, die in gegenläufigen Richtungen angetrieben werden und jeweils Konusflächen auf die Lamellen wirken, wobei die Neigungen der Konusflächen entgegengesetzt ausgerichtet sind.
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Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, dass durch eine relativ einfache und raumsparende Anordnung eines zweiten Antriebskonus ein besserer Verfahrensablauf erreichen lässt. Es hat sich gezeigt, dass durch die beiden an unterschiedlichen Stellen der Lamellen über die entgegengesetzt geneigten Anlaufschrägen der beiden Antriebskonen eine geringere Klemmneigung besteht und die Belastung auf die Drähte ggf. auch geringer sein kann, was hilfreich ist, um Beschädigungen von bereits isolierten Drähten zu vermeiden.
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In einer besonders einfachen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Konusflächen spiegelsymmetrisch ausgebildet sind, wobei sie aber auch mit unterschiedlichen Neigungsprofilen ausgebildet sein können, um z.B. eine nicht streng radiale Verlagerung der gesamten Lamellen zu bewirken.
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Sofern z.B. im Zusammenwirken mir den zuvor erwähnten, spiegelsymmetrisch ausgebildeten Antriebskonen eine rein radiale Verlagerung der Einziehlamellen zu bewerkstelligen, kann es gewünscht sein, dass die beiden Antriebskonen synchron aufeinander zu bewegt werden und die Lamellen gleichmäßig radial nach außen verlagern.
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Alternative ist es aber auch in einer Ausgestaltung des Verfahrens ohne weiteres möglich, die beiden Antriebskonen mit zeitlichem Versatz und/oder unterschiedlicher Vorschubgeschwindigkeit angetrieben werden und die Lamellen über ihre Länge gesehen an einem Ende mit Vorlauf radial nach außen verlagert werden. Dies kann ein schonenderes Überführen der Drahtstege in die Statornuten ermöglichen, die dann ebenfalls nicht über ihre gesamte Länge simultan in die Statornuten eingedrückt werden, sondern beginnend an einem Ende mit einem vorlaufenden Wickelkopf.
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Bei einer simultanen Bewegung kann ein ähnlicher Ablauf durch die bereits erwähnten unterschiedlich ausgebildeten Neigungsprofile der gegenläufigen Antriebskonus erreicht werden.
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Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, dass die Lamellen schwimmend gelagert sind. Schwimmend bedeutet, dass nicht nur eine reine Radialbewegung, sondern auch eine Kippbewegung der Einziehlamellen erleichtert wird. Die Führung der Lamellen erfolgt dann also primär gegen eine Bewegung in der Umfangsrichtung.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass vor dem radialen Verlagern der Drahtstege Isolierungen in die Statornuten eingelegt werden. Diese Isolierungen, die z.B. in der Form gefalteten Isolierpapiers ausgebildet sein können, sorgen dafür, dass die Drähte der Wicklung nicht in metallischen Kontakt mit dem Stator gelangen können. Sie können auch die Gefahr einer Beschädigung einer auf den Drahtstegen vorgesehenen Isolierschicht während des Einziehvorgangs vermindern.
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Insbesondere in den Fällen, in denen eine synchrone Zustellung der Antriebskonen gewünscht ist, ist es völlig hinreichen, dass beide Antriebskonen von einem zentralen Stellmotor angetrieben werden. Eine versetzte Bewegung lässt sich dann natürlich immer noch durch geeignete, weiter oben bereits beschriebene Maßnahmen erreichen.
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Die Übertragung der Stellbewegung von einer rotierenden Antriebswelle eines einzigen Stellmotors auf die Antriebskonus kann z.B. platzsparend dadurch erfolgen, dass der Stellmotor eine Gewindespindel antreibt, die über zwei gegenläufige Gewinde verfügt, die jeweils mit einem Antriebskonus im Eingriff stehen.
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Es ist aber auch ohne weiteres möglich, dass jeder Antriebskonus über einen separaten Stellmotor verfügt, wobei die Stellmotoren gemeinsam oder getrennt voneinander angesteuert werden. Diese Maßnahme kann einerseits dazu dienen, eine Neigung der Einziehlamellen während des Verlagerns in die Statornuten zu fördern, was weiter oben bereits ausgeführt worden ist. Das Vorsehen getrennter Motoren kann aber auch von Vorteil sein, um einen potentiellen Bauraumgewinn im Innendurchmesser zu erreichen, da dann keine durchgängige Gewindespindel mehr erforderlich ist.
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In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Lamellen gegen die Rückstellkraft wenigstens eines radial nach innen wirkenden Federelements radial nach außen verlagert werden. Die Rückstellkraft hilft bei der Rückstellung der Lamellen, nachdem die Wellenwicklung vollständig in die Statornuten übertragen worden ist und kann eine mechanische Zwangssteuerung ersetzen oder unterstützen.
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Eine konstruktiv einfache Umsetzung sieht hierbei vor, dass als Federelemente axial neben dem Stator liegende elastisch Bänder um die Lamellen gelegt werden, die sich während des Verlagerns der Lamellen radial nach außen elastisch aufweiten. Diese Lösung ist mechanische unaufwändig und vermeidet das Vorsehen einzelner Federelemente für jede Lamelle. Zweckmäßig ist es hierbei, jeweils ein Federelement auf beiden Seiten des Stators vorzusehen.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
- 1 eine Ansicht eines Einziehdorns zum Einsatz in dem beschriebenen Verfahren;
- 2 eine Schrägansicht des Einziehdorns nach 1;
- 3 eine axial ausgerichtete Schrägansicht des Einziehdorns in der Grundstellung;
- 4 eine Schrägansicht des Einziehdorns in der expandierten Stellung;
- 5 eine Schrägansicht eines mit einer Wellenwicklung bestückten Einziehdorns in der Grundstellung nach dem Einsetzen in den Innendurchmesser eines Stators;
- 6 eine Schrägansicht ähnlich 5 in einer Zwischenstellung;
- 7 eine detaillierter Schrägansicht ähnlich 6 in der expandierten Endstellung des Einziehdorns.
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In 1 ist eine Seitenansicht eines Einziehdorns 10 gezeigt, der ein Übertragungswerkzeug umfasst, das radial nach außen offene Nuten 12 aufweist, die durch beanstandete Rippen 14 gebildet sind. Die Rippen 14 weisen in ihrer Axialrichtung Unterbrechungen auf, die das Eingreifen von Handlingvorrichtungen beim Bestücken der Nuten mit 12 mit Drahtstegen 16 einer Wellenwicklung 18 (siehe 5 bis 7) aus einem Linearmagazin dienen können, was nicht Gegenstand dieser Anmeldung ist.
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Die sternförmig angeordneten Rippen 14 sind in einem nicht sichtbaren Bereich mit einem Kern verbunden, wobei zwischen diesem Kern und den sichtbaren Nuten 12 in diesen sich axial erstreckend Einziehlamellen 20 angeordnet sind, die in radialer Richtung schwimmend geführt sind. Die Zahl der Einziehlamellen 20 entspricht der Anzahl der Nuten 12, die wiederum der Anzahl von Nuten 22 eines Stators 24 entsprechen, der mit der Wellenwicklung 18 bestückt werden soll (siehe 5 bis 7).
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Die Einziehlamellen 20 sind auf beiden Seiten der Nuten 12/ Rippen 14 mit elastischen Bändern 26 umschlungen, die bestrebt sind, die Einziehlamellen 20 in die in 1, 3 und 5 gezeigte Grundstellung zurückzuziehen.
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In 2 ist gut zu erkennen, dass die Einziehlamellen 20 außerhalb der Nuten 12 in Umfangsrichtung breiter ausgeführt sind, so dass ihre Bewegung in den Nuten 12 radial nach innen dadurch begrenzt ist, dass sich diese verdickten Bereiche 28 jeweils benachbarter Einziehlamellen 20 aneinanderlegen.
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Begrenzt ist der Einziehdorn 10 in axialer Richtung durch zwei Spindellager 30, 32, in denen eine Gewindespindel 34 (siehe 7) drehbar gelagert ist. An den Spindellagern 30, 32 sind weiterhin zwei Antriebskonen 36, 38 mit Hilfe von Axialführungen 40 axial beweglich angeordnet.
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Die beiden Antriebskonen 36, 38 verfügen über konische Anlageflächen 42, 44, die in den Abbildungen größten teils verdeckt sind und auf die Einziehlamellen 20 wirken. Die konischen Anlageflächen 42, 44 der beiden Antriebskonen 36, 38 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel spiegelsymmetrische ausgebildet, es sind aber auch Ausführungsformen möglich, bei denen die Neigungsprofile der Konusflächen 42, 44 auch abgesehen von der spiegelverkehrten Anordnung unterschiedlich ausgeführt sind.
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Die Gewindespindel 34 steht mit entsprechenden Innengewinden (nicht sichtbar) der beiden Antriebskonen 36, 38 in Eingriff, allerdings sind ihre jeweiligen Gewindeabschnitte in diesen Bereichen mit gegenläufigen Steigungen ausgebildet, so dass sich die Antriebskonen 36, 38 bei einer Rotation der Gewindespindel 34 immer in einander entgegengesetzten Axialrichtungen bewegen, so dass der Antriebskonus 36 auf einer Seite des Einziehdorns 10 dann die Einziehlamellen 20 radial nach außen verschiebt, wenn auch der andere Antriebskonus 38 auf der entgegengesetzten Seite des Einziehdorne die Einziehlamellen 20 radial anhebt. Diese Bewegung kann, muss aber nicht synchron erfolgen, d.h. es ist möglich, dass das radiale Anheben der Einziehlamellen 20 auf einer Seite mit Vorlauf erfolgt, so dass auch die Drahtstege nicht gleichzeitig über ihre gesamte Länge in die Statornuten überführt werden.
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Die Antriebskonen 36, 38 verlagern sich während des Übertragungsvorgangs axial weg von den Spindellagern 30, 32 und liegen in der expandierten Endstellung (siehe hierzu 7) vollständig innerhalb der sie umgebenden Einziehlamellen 20. In 7 sind auch Anlaufschrägen 46 an den Innenseiten der Einziehlamellen 20 erkennbar, die mit den konischen Anlageflächen 42, 44 der Antriebskonen 36, 38 zusammenwirken.
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3 und 4 veranschaulichen den Unterschied der Radiallagen der Einziehlamellen 20 zwischen einer radial zurückgezogenen Grundstellung (3) und einer expandierten Stellung (4). Durch das sternförmige Bewegen radial nach außen vergrößern sich auch die Abstände zwischen den Einziehlamellen 20 in Umfangsrichtung und das elastische Band 26 ist durch den sich entsprechend erweiternden Außendurchmesser des Lamellenpakets stärker gespannt.
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In 5 bis 7 ist nun der Einziehvorgang der Wellenwicklung 18 in die Statornuten 22 gezeigt. Zunächst ist die Wellenwicklung 18 vierlagig mit jeweils zwei, also insgesamt acht übereinanderliegenden Drahtstegen 16 in die Nuten 12 des Einziehdorns 10 übertragen worden. Sodann ist dieser mit der Wellenwicklung in den Innendurchmesser des Stators 24 eingesetzt worden, dass die Drahtstege 16 in den Nuten 12 des Einziehdorns 10 mit den Statornuten 22 fluchten.
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Der Antriebskonus 38 befindet sich in dieser Ausgangslage in seiner zurückgezogenen Stellung, in welcher die Konusflächen 42, 44 teilweise axial außerhalb der Einziehlamellen 20 liegen.
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Der Einziehvorgang wird durch Drehen der Gewindespindel 34 durchgeführt, was durch einen Antriebsmotor erfolgen kann. Die beiden Antriebskonen 36, 38 bewegen sich nun aufeinander zu und drängen die Einziehlamellen 20 radial nach außen. Über die in 6 gezeigte Zwischenstellung, in welcher die Drahtstege 16 der Wellenwicklung bereits teilweise in die Statornuten überführt sind, wird die in 7 gezeigte Endstellung erreicht, in welcher die Wellenwicklung vollständig in die Statornuten 22 überführt worden ist.
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Nach der erfolgten Übertragung wird die Gewindespindel 34 in entgegengesetzter Richtung gedreht, so dass sich die beiden Antriebskonen 36, 38 sich voneinander weg bewegen und es den Einziehlamellen 20 ermöglichen, sich unter der Wirkung der Rückstellfeder 26 in die Ruhestellung zurückzubewegen. Der fertige Stator 24 kann nun von dem Einziehdorn 10 abgenommen werden und weiter bearbeitet werden.
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In 6 sind auch die in die Statornuten 22 eingelegten C-förmigen Isolierungen 48 aus Isolierpapier zu erkennen, die vor dem Einschieben des Eiziehdorns in den Innenraum des Stators 24 in dessen Statornuten 22 eingelegt worden sind.
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Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
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Sämtliche aus den Ansprüchen und der Beschreibung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Einziehdorn
- 12
- Nuten
- 14
- Rippen
- 16
- Drahtstege
- 18
- Wellenwicklung
- 20
- Einziehlamellen
- 22
- Statornuten
- 24
- Stator
- 26
- elastische Bänder
- 28
- verdickte Bereiche (der Lamellen)
- 30, 32
- Spindellager
- 34
- Gewindespindel
- 36, 38
- Antriebskonen
- 40
- Axialführungen
- 42, 44
- konische Anlageflächen
- 46
- Anlaufschrägen
- 48
- Isolierungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10328956 A1 [0002]
- EP 3654502 A1 [0003]
- EP 3391516 B1 [0004]
