DE102022213353A1

DE102022213353A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Zuführen von Draht in ein Wickelvorrichtung und System zum Herstellen einer Wicklung

Info

Publication number: DE102022213353A1
Application number: DE102022213353.6A
Authority: DE
Inventors: Matthias Ebert; Ralf Schneider; Alexander Scheuplein; Martin Maiß
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-12-09
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2024-06-20
Also published as: WO2024121295A1

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Vorrichtung (100) zum Zuführen von Draht in eine Wickelvorrichtung (200) für Maschinenelemente einer elektrischen Maschine. Die Vorrichtung (100) weist eine Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120) auf. Zudem weist die Vorrichtung (100) ein Transportsystem (110) mit einem einen Umlauf bildenden ersten Verarbeitungsabschnitt (110A) und einem damit verbindbaren oder verbundenen zweiten Verarbeitungsabschnitt (100B), in denen jeweils wenigstens einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120) zur Drahtverarbeitung ansteuerbar ist, und wenigstens einem zu dem Umlauf separaten Parkabschnitt (100E, 100F) auf. Dabei ist das Transportsystem (110) dazu eingerichtet, die Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120) selektiv aus dem Umlauf in den wenigstens einen Parkabschnitt (100E, 100F) auszuschleusen oder von dort in den Umlauf einzuschleusen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Wickeln von Drähten zur Herstellung von Maschinenelementen für elektrische Maschinen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Zuführen von Draht in eine Wickelvorrichtung für Maschinenelemente einer elektrischen Maschine, ein System zum Herstellen einer Flechtwicklung für Maschinenelemente einer elektrischen Maschine und ein Verfahren zum Zuführen von Draht in eine Wickelvorrichtung zum Herstellen einer Flechtwicklung für ein Maschinenelement einer elektrischen Maschine.
Elektrische Maschinen weisen als Maschinenelemente, wie etwa in ihren Statoren, Rotoren usw., Wicklungen oder Spulen auf, deren Eigenschaften durch die verwendete Wickeltechnik mitbestimmt werden. In Betracht kommt beispielsweise eine Flechtwicklung, Wellenwicklung oder dergleichen, die auf dem Flechten von Draht beruhen. Die Bewegungsabläufe zum Herstellen solcher Wicklungen sind aufgrund des Flechtens komplex und daher kaum oder nur schwierig automatisierbar. So hat sich in der Praxis gezeigt, dass bereits das Zuführen von Draht in eine Wickelvorrichtung komplexe Bewegungsabläufe erfordert, um ein gewünschtes Flechtmuster für das Maschinenelement zu bewerkstelligen. Es besteht daher ein Bedarf, das Zuführen von Draht in eine Wickelvorrichtung hinsichtlich des Automatisierungsgrads zu verbessern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel einen möglichst hohen Automatisierungsgrad beim Zuführen von Draht zur Herstellung von Maschinenelementen für elektrische Maschinen zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den begleitenden Figuren angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zum Zuführen von Draht in eine Wickelvorrichtung für Maschinenelemente einer elektrischen Maschine vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist eine Mehrzahl von Drahtspulenträgern auf. Zudem weist die Vorrichtung ein Transportsystem mit einem einen Umlauf bildenden ersten Verarbeitungsabschnitt und einem damit verbindbaren oder verbundenen zweiten Verarbeitungsabschnitt auf, in denen jeweils wenigstens einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern zur Drahtverarbeitung ansteuerbar ist. Des Weiteren weist die Vorrichtung wenigstens einen zu dem Umlauf separaten Parkabschnitt auf.
Diese Konfiguration der Vorrichtung ermöglicht das Herstellen von auch komplexen Wicklungen, die das Flechten von Draht erfordern. So erlaubt die Vorrichtung durch ihr Transportsystem mit Umlauf zunächst das grundsätzliche Flechten von Draht, da die Drähte dadurch relativ zu der Wickelvorrichtung so bewegt werden können, dass sich Draht über Draht anordnen lässt. Zudem ermöglicht es der wenigstens eine zu dem Umlauf separate Parkabschnitt, dass die Positionen der Mehrzahl von Drahtspulenträgern relativ zueinander innerhalb des Umlaufs verändert werden können, wodurch auch komplexe Flechtmuster abgebildet werden können. So können beispielsweise auch Wicklungen mit mehr als zwei Drähten hergestellt werden, da die Positionen der jeweiligen Drahtspulenträger entsprechend dem abzubildenden Flechtmuster verändert werden können. Beispielsweise lässt sich auf diese Weise auch eine Wellenwickelmatte herstellen, deren Herstellung besonders komplexe Bewegungsabläufe erfordert.
Wie hierin verwendet, kann das herzustellende Maschinenelement beispielsweise ein Rotor, Stator, oder allgemein ein Maschinenelement mit einer Wicklung oder Spule sein, die eine gewickelte oder geflochtene Drahtanordnung aufweisen kann. Die damit versehene elektrische Maschine kann beispielsweise ein Elektromotor, Generator oder ähnliches sein. Unter Flechten kann in diesem Zusammenhang ein regelmäßiges Verkreuzen oder Verschlingen von Draht zu einem Geflecht, Flechtwerk, einer Matte oder dergleichen verstanden werden.
Zudem kann unter der Drahtverarbeitung jeder für die Herstellung einer Wicklung, insbesondere für die Herstellung einer Wellenwickelmatte, und/oder für das Flechten von Draht erforderliche Vorgang verstanden werden. Beispielsweise werden beim Flechten von Draht abwechselnd mehrere Drähte miteinander verkreuzt oder verschlungen, so dass die Drahtverarbeitung in diesem Fall auch das Flechten der Drähte umfassen kann. Während der Drahtverarbeitung kann von einer oder mehreren Drahtspulen Draht abgespult und/oder aufgespult werden.
Unter einem Drahtspulenträger kann jede Art von Träger, Halter oder dergleichen verstanden werden, der dazu eingerichtet ist, eine Drahtspule so zu halten oder zu tragen, dass davon Draht zum Zwecke der Herstellung einer Wicklung abgespult und/oder aufgespult werden kann. Hierzu kann der Drahtspulenträger durch beispielsweise einen Aktuator, wie etwa einem Motor, ansteuerbar sein, um bei Bedarf Draht entweder abzuspulen oder, beispielsweise um einen Drahtwickelzug einzustellen bzw. den Draht auf Zug zu halten, aufzuspulen. Es können zwei oder mehr, auch mindestens drei, Drahtspulenträger vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft hat sich die Vorrichtung bei der Verarbeitung von bis zu zwölf oder sogar mehr Drähten gezeigt. Dabei können die Drahtspulen konfektionierte Spulen oder handelsübliche Drahtspulen sein.
Das Transportsystem kann beispielsweise schienenartig, bandartig oder dergleichen sein, sofern es einen Umlauf der Drahtspulenträger um mindestens zwei Verarbeitungsabschnitte ermöglicht. Das Transportsystem kann durch einen oder mehrere Aktuatoren, wie etwa Motoren oder dergleichen, angetrieben werden, um die Drahtspulenträger zu bewegen.
Unter dem ersten und zweiten Verarbeitungsabschnitt kann ein jeweiliger Abschnitt, wie etwa eine definierte Strecke oder dergleichen, innerhalb des Umlaufs verstanden werden, in dem die Mehrzahl von Drahtspulenträger aktiv an der Drahtverarbeitung, d.h. beispielsweise dem Flechten, beteiligt sind und entsprechend angesteuert werden können, um Draht für die Drahtverarbeitung bereitzustellen bzw. abzuspulen oder Draht aufzuspulen, um beispielsweise einen Drahtwickelzug gegenüber der Wickelvorrichtung einzustellen. Es sei angemerkt, dass für das Flechten von Draht jeweils mindestens zwei der Drahtspulenträger zur Drahtverarbeitung gleichzeitig ansteuerbar sind, um die entsprechenden Drähte miteinander zu verkreuzen oder zu verschlingen. Dabei können der erste und zweite Verarbeitungsabschnitt räumlich voneinander beabstandet sein. Es sei angemerkt, dass erste und zweite Verarbeitungsabschnitt über Verbindungsabschnitte des Transportsystems miteinander verbunden sein können. Die Verbindungsabschnitte unterscheiden sich von dem ersten und/oder zweiten Verarbeitungsabschnitt beispielsweise dadurch, dass die Mehrzahl von Drahtspulenträgern innerhalb der Verbindungsabschnitte zwar einen Drahtwickelzug gegenüber der Wickelvorrichtung aufrechterhalten, einstellen oder dergleichen, jedoch insofern inaktiv sind, dass davon kein Draht verkreuzt oder verschlungen wird.
Der wenigstens eine Parkabschnitt kann so angeordnet oder ausgestaltet sein, dass ein dorthin ausgeschleuster Drahtspulenträger von einem oder mehreren aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern, die sich innerhalb des Umlaufs befinden, überholt werden kann, wodurch sich die Position der Drahtspulenträger zueinander und/oder deren Reihenfolge innerhalb des Umlaufs verändern lässt. Das selektive Einschleusen und/oder das Ausschleusen kann durch Ansteuern des Transportsystems derart erfolgen, dass einer oder mehrere aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern in den wenigstens einen Parkabschnitt bewegt wird, während sich die übrigen aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern weiterhin innerhalb des Umlaufs befinden und beispielsweise den oder die ausgeschleusten Drahtspulenträger quasi überholen können.
Für sämtliche Steuerungsaufgaben, wie etwa das Ansteuern des Transportsystems, das Ansteuern der Drahtspulenträger zum Ab- oder Aufspulen von Draht, oder jede andere hierin beschriebene Steueraufgabe, kann die Vorrichtung eine oder mehrere Steuereinrichtungen aufweisen, die beispielsweise einen Microcontroller, einen oder mehrere Sensoren, einen Speicher und dergleichen aufweisen können.
In einigen Ausführungsbeispielen kann das Transportsystem dazu eingerichtet sein, den wenigstens einen Drahtspulenträger in dem ersten und/oder zweiten Verarbeitungsabschnitt während der Drahtverarbeitung fortzubewegen. Beispielsweise kann sich der erste und/oder zweite Verarbeitungsabschnitt über eine Strecke des Transportsystems erstrecken, wobei der wenigstens eine Drahtspulenträger zwischen Anfang und Ende des ersten und/oder zweiten Verarbeitungsabschnitts zumindest zum Abspulen und/oder Aufspulen von Draht angesteuert und währenddessen entlang der Strecke des Transportsystems weitergefördert bzw. fortbewegt wird.
In einigen Ausführungsbeispielen kann zumindest einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern dazu eingerichtet sein, einen Drahtwickelzug gegenüber der Wickelvorrichtung zumindest einzustellen. Durch Einstellen des Drahtwickelzugs, was durch Ansteuern des jeweiligen Drahtspulenträgers zum Ab- oder Aufspulen von Draht erfolgen kann, kann die Spannung des Drahtes während der Drahtverarbeitung und/oder bei jedem Positionswechsels des Drahtspulenträgers gehalten, eingestellt, angepasst, usw. werden.
In einigen Ausführungsbeispielen kann zumindest einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern dazu eingerichtet sein, einen Drahtwickelzug gegenüber der Wickelvorrichtung in Abhängigkeit von einer Position des jeweiligen Drahtspulenträgers innerhalb des Transportsystems einzustellen. Dies kann innerhalb des gesamten Umlaufs erfolgen, d.h. innerhalb des ersten und/oder zweiten Verarbeitungsabschnitts und innerhalb des einen oder der mehreren Verbindungsabschnitte. Zudem kann der Drahtwickelzug auch innerhalb des wenigstens einen Parkabschnitts eingestellt werden. Es ist nachvollziehbar, dass sich ein Abstand zwischen einem jeweiligen aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern und der Wickelvorrichtung in Abhängigkeit einer aktuellen Position des Drahtspulenträgers innerhalb der Vorrichtung bzw. des Transportsystems ändert, da die Wickelvorrichtung zumindest weitestgehend stationär ist, sich die Relativposition der Mehrzahl von Drahtspulenträgern durch deren Bewegung innerhalb der Vorrichtung ändert. Dieser Abstand zur Wickelvorrichtung ändert sich also in Abhängigkeit davon, wo sich der Drahtspulenträger in dem ersten und/oder zweiten Verarbeitungsabschnitt, dem einen oder den mehreren Verbindungsabschnitten und/oder dem wenigstens einen Parkabschnitt befindet. Durch, insbesondere individuelles, Ansteuern der Mehrzahl von Drahtspulenträgern zum Ab- und/oder Aufspulen von Draht kann der Drahtwickelzug positionsabhängig eingestellt und/oder angepasst werden. Die Position der Mehrzahl von Drahtspulenträgern innerhalb der Vorrichtung kann beispielsweise anhand eines vorbestimmten Programms, anhand von Sensordaten, oder dergleichen bestimmt werden.
In einigen Ausführungsbeispielen kann zumindest einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern einen individuell ansteuerbaren Aktuator aufweisen, der dazu eingerichtet ist, den Drahtwickelzug zu verändern. Beispielsweise kann der Aktuator ein Motor oder dergleichen sein, der eine Drahtspule zum Ab- und/oder Aufspulen von Draht bewegen kann.
In einigen Ausführungsbeispielen können zumindest einer der Mehrzahl von Drahtspulenträgern einen elektrischen Speicher aufweisen, und die Vorrichtung ferner ein Ladesystem aufweisen, das dazu eingerichtet ist, den elektrischen Speicher während des Umlaufs und/oder innerhalb des wenigstens einen Parkabschnitts zu laden. Beispielsweise kann das Ladesystem zum induktiven Laden des elektrischen Speichers eingerichtet sein. Hierbei kann der jeweilige Drahtspulenträger ein entsprechendes Gegensystem aufweisen, das elektrische Energie von dem vorrichtungsseitigen Ladesystem an den elektrischen Speicher übertragen kann. Es ist auch möglich, dass das Ladesystem eine Anzahl von Kontaktschleifen, Kohlebürsten oder dergleichen aufweist, die mit einem entsprechenden Ladesystem des jeweiligen Drahtspulenträgers zusammenwirkt. Das vorrichtungsseitige Ladesystem kann einen oder mehrere Ladepunkte aufweisen, die entweder stationär bzw. ortsfest angeordnet sind oder sich zumindest teilweise bzw. abschnittsweise mit dem jeweiligen Drahtspulenträger mitbewegen können. Durch das Ladesystem können sich die Drahtspulenträger selbst mit Energie versorgen und benötigen keinen elektrischen Anschluss.
In einigen Ausführungsbeispielen kann das Transportsystem wenigstens eine Weiche aufweisen, die dazu eingerichtet ist, den Parkabschnitt und den Umlauf wahlweise miteinander zu verbinden. Die Weiche kann ansteuerbar sein, um die Mehrzahl von Drahtspulenträgern selektiv in den wenigstens einen Parkabschnitt auszuschleusen oder von dort in den Umlauf einzuschleusen. Damit lässt sich auf konstruktive einfache Weise ein Positionswechsel der Mehrzahl von Drahtspulenträgern bewerkstelligen.
In einigen Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung eine Steuereinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, den Umlauf sowie das Ausschleusen und/oder Einschleusen der Mehrzahl von Drahtspulenträgern in Abhängigkeit einer gewünschten Flechtwicklung zu steuern. Diese Steuereinrichtung kann auch Teil der oben erwähnten ein oder mehreren Steuereinrichtungen sein. Um die gewünschte Flechtwicklung zu realisieren, können die Positionen und/oder die Reihenfolge der Mehrzahl von Drahtspulenträgern verändert werden, wodurch gesteuert werden kann, welcher oder welche aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern in dem ersten und/oder zweiten Verarbeitungsabschnitt angeordnet und aktiv an der Drahtverarbeitung beteiligt ist. Damit lassen sich auch komplexe Drahtgeflechte usw. herstellen.
Ein weiterer Aspekt stellt ein System zum Herstellen einer Flechtwicklung zur Verfügung. Das System umfasst die Vorrichtung zum Zuführen von Draht gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ausführungsbeispiele sowie die oben erwähnte Wickelvorrichtung. Die Wickelvorrichtung ist dazu eingerichtet, den von der Vorrichtung zugeführten Draht zu der Flechtwicklung, beispielsweise zu einer Wellenwickelmatter oder dergleichen, zu verarbeiten.
Ein weiterer Aspekt stellt ein Verfahren zum Zuführen von Draht in eine Wickelvorrichtung zum Herstellen einer Flechtwicklung für ein Maschinenelement einer elektrischen Maschine zur Verfügung. Das Verfahren kann beispielsweise mittels der vorstehend beschriebenen Vorrichtung gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen durchgeführt werden. Das Verfahren umfasst das Anordnen von einer Mehrzahl von Drahtspulenträgern in einem Transportsystem mit einem einen Umlauf bildenden ersten Verarbeitungsabschnitt und einem damit verbindbaren oder verbundenen zweiten Verarbeitungsabschnitt, in denen jeweils wenigstens einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern zur Drahtverarbeitung ansteuerbar ist, und wenigstens einem zu dem Umlauf separaten Parkabschnitt. Zudem umfasst das Verfahren selektives Ausschleusen der Mehrzahl von Drahtspulenträgern aus dem Umlauf in den wenigstens einen Parkabschnitt oder selektives Einschleusen derselben von dort in den Umlauf.
Hinsichtlich der Vorteile und Weiterbildungsmöglichkeiten des Verfahrens wird auf die Ausführungen oben zu der Vorrichtung zum Zuführen von Draht verwiesen.
Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:

1 in einer schematischen Vorderansicht eine Vorrichtung zum Zuführen von Draht in eine Wickelvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 ein System mit einer Vorrichtung zum Zuführen von Draht und einer Wickelvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
3 einen exemplarischen Drahtspulenträger für eine Vorrichtung zum Zuführen von Draht gemäß einem Ausführungsbeispiel.

1 zeigt eine Vorrichtung 100 zum Zuführen von Draht 300 in eine Wickelvorrichtung 200 für Maschinenelemente einer elektrischen Maschine. Das herzustellende Maschinenelement kann beispielsweise ein Rotor, Stator usw. einer elektrischen Maschine sein und ein Flechtwerk oder Geflecht aus Draht umfassen, wie etwa auch eine Matte, insbesondere Wellenwickelmatte oder dergleichen.
Die Vorrichtung 100 weist ein Transportsystem 110 auf, das beispielsweise schienenartig, bandartig, usw. ausgestaltet ist und mittels eines oder mehreren Aktuatoren, Antrieben oder dergleichen angetrieben werden kann. Zudem weist die Vorrichtung eine Mehrzahl von Drahtspulenträgern 120 auf, die mittels des Transportsystems 110 bewegt oder gefördert werden können. Es sei angemerkt, dass die in 1 gezeigte Anzahl von Drahtspulenträgern 120 lediglich exemplarisch ist und nur dem besseren Verständnis dienen soll. Je nach Anwendung der Vorrichtung 100 bzw. je nach herzustellendem Maschinenelement können mindestens zwei Drahtspulenträger 120 vorgesehen sein, wobei für ein Flechtwerk oder Geflecht, insbesondere für eine Wellenwickelmatte mindestens drei Drahtspulenträger 120 vorgesehen sein können.
Das Transportsystem 110 bildet einen Umlauf mit einem ersten Verarbeitungsabschnitt 110A und einem damit verbindbaren oder verbundenen zweiten Verarbeitungsabschnitt 100B aus. In dem ersten und/oder zweiten Verarbeitungsabschnitt 110A, 110B kann jeweils wenigstens einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern 120 zur Drahtverarbeitung angesteuert werden. Gemäß 1 sind der erste und der zweite Verarbeitungsabschnitt 100A, 100B über einen ersten Verbindungsabschnitt 100C und einen zweiten Verbindungabschnitt 100D miteinander verbunden, so dass das Transportsystem 110 umlaufend ist. Lediglich exemplarisch läuft das Transportsystem 100 gemäß 1 im Uhrzeigersinn um, wobei dies auch gegen den Uhrzeigersinn erfolgen könnte.
Aus 1 geht hervor, dass sich der erste und zweite Verarbeitungsabschnitt 100A, 100B über eine Länge oder Strecke erstrecken. Das heißt, dass ein jeweiliger Drahtspulenträger 120 beispielsweise von dem jeweiligen Verbindungsabschnitt 110C, 110D in den jeweiligen Verarbeitungsabschnitt 110A, 110B überführt werden kann und dann über den gesamten Verarbeitungsabschnitt 110A, 110B für die Drahtverarbeitung, z.B. zum Flechten von Draht usw., verwendet bzw. zur Drahtverarbeitung angesteuert werden kann. Währenddessen kann das Transportsystem den jeweils zur Drahtverarbeitung angesteuerten Drahtspulenträger 120 entlang des entsprechenden Verarbeitungsabschnitts 110A, 110B fortbewegen bzw. weiter fördern. Es sei angemerkt, dass diejenigen Drahtspulenträger 120, die zur Drahtverarbeitung verwendet werden, bzw. die in dem ersten und/oder zweiten Verarbeitungsabschnitt 110A, 110B angeordneten Drahtspulenträger 120 auch als aktive Drahtspulenträger 120 bezeichnet werden können, da diese aktiv für die Drahtverarbeitung verwendet werden. Andererseits können die anderen Drahtspulenträger 120 aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern, d.h. diejenigen Drahtspulenträger, die außerhalb des ersten und zweiten Verarbeitungsabschnitts 110A, 110B angeordnet sind, als inaktive Drahtspulenträger 120 bezeichnet werden, da diese zwar ihren jeweiligen Draht gegenüber der Wickelvorrichtung 200 unter Spannung halten können, jedoch bis zu ihrer Anordnung im ersten und/oder zweiten Verarbeitungsabschnitt 110A, 110B nicht aktiv für die Drahtverarbeitung verwendet werden.
Das Transportsystem 110 weist zudem einen ersten Parkabschnitt 110E und einen zweiten Parkabschnitt 110F auf, wobei das Transportsystem 110 auch nur über einen oder über mehr als zwei Parkabschnitte verfügen kann. Der jeweilige Parkabschnitt 100E, 100F ist außerhalb des Umlaufs des Transportsystems 110 angeordnet, wobei die umlaufenden Drahtspulenträger 120 an dem jeweiligen Parkabschnitt 110E, 110F vorbeigeführt werden können. Funktional betrachtet, ist der jeweilige Parkabschnitt 110E, 110F derart zu dem ersten und/oder zweiten Verarbeitungsabschnitt 100A, 100B und/oder zu dem ersten und/oder zweiten Verbindungsabschnitt 110C, 110D angeordnet, dass dort jeweils wenigstens einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern 120 zeitweise angeordnet, d.h. geparkt, werden kann, während die nicht geparkten Drahtspulenträger 120 weiter dem Umlauf folgend fortbewegt bzw. weiter gefördert werden können. Gemäß 1 ist der erste Parkabschnitt 110E benachbart zu oder zwischen dem ersten Verbindungsabschnitt 110C und dem ersten Verarbeitungsabschnitt 110A angeordnet und erlaubt es dadurch, einen im ersten Verbindungsabschnitt 110C angeordneten Drahtspulenträger 120 zeitweise zu parken, bevor dieser Drahtspulenträger 120 weiter zu dem ersten Verarbeitungsabschnitt 110A bewegt bzw. gefördert wird. Während des Parkens des entsprechenden Drahtspulenträgers 120 im ersten Parkabschnitt 110E kann dieser von dem im ersten Verbindungsabschnitt 110C nachfolgenden Drahtspulenträger 120, oder von mehreren nachfolgenden Drahtspulenträgern 120, sozusagen überholt werden, wodurch sich die Positionen der Drahtspulenträger 120 innerhalb des Umlaufs bzw. die dortige Reihenfolge von Drahtspulenträgern 120 verändern lässt.
In anderen Worten ist das Transportsystem 110 dazu eingerichtet, die Mehrzahl von Drahtspulenträgern 120 selektiv, d.h. wahlweise, zeitweise, individuell oder in Gruppen usw., aus dem Umlauf in den wenigstens einen, gemäß 1 in den ersten und zweiten, Parkabschnitt 100E, 100F auszuschleusen oder von dort in den Umlauf einzuschleusen. Für das Einschleusen und Ausschleusen der Drahtspulenträger 120 weist das Transportsystem 110 beispielsweise wenigstens eine ansteuerbare Weiche 111 auf, die dazu ein-gerichtet ist, den Parkabschnitt 110E, 110F und den Umlauf wahlweise miteinander zu verbinden.
In einigen Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung 100 ein Ladesystem 130 aufweisen. Lediglich exemplarisch weist das Ladesystem 130 gemäß 1 mehrere Ladestellen auf, die über den Umlauf des Transportsystems 110 sowie den ersten und zweiten Parkabschnitt 110E, 110F verteilt sind. Es sei angemerkt, dass das Ladesystem 130 auch nur eine solche Ladestelle aufweist. Das Ladesystem 130 kann beispielsweise für drahtlose Energieübertragung, z.B. induktives Laden, eingerichtet sein, wobei vorrichtungsseitig beispielsweise ein Sender und drahtspulenträgerseitig ein Empfänger vorgesehen sein können. Alternativ oder zusätzlich dazu, kann das Ladesystem 130 auch mittels Kontaktschleifen, Kohlebürsten ausgebildet sein. Das Ladesystem 130 ist dazu eingerichtet, einen elektrischen Speicher 124 (siehe 3) eines entsprechenden aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern 120 während des Umlaufs und/oder innerhalb des wenigstens einen Parkabschnitts 100E, 100F zu laden, wie dies weiter unter noch ausführlicher erläutert wird.
Zudem verfügt die Vorrichtung 100 über wenigstens eine Steuereinrichtung 140, die dazu eingerichtet ist, das Transportsystem 110, insbesondere dessen Umlauf sowie das Ausschleusen und/oder Einschleusen der Mehrzahl von Drahtspulenträgern 120, die wenigstens eine Weiche 111, usw., in Abhängigkeit einer gewünschten Flechtwicklung zu steuern. Hierzu kann die Steuereinrichtung 140 beispielsweise anhand eines Programms das Transportsystem 110, die wenigstens eine Weiche, die Mehrzahl von Drahtspulenträgern 120, usw. entsprechend ansteuern, beispielsweise entsprechende Aktuatoren oder dergleichen. Es sei angemerkt, dass die Vorrichtung auch über einen oder mehrere Sensoren für das Transportsystem 110, die wenigstens eine Weiche 111, die Mehrzahl von Drahtspulenträgern 120, usw. verfügen kann, wobei die Steuereinrichtung 140 dazu eingerichtet sein kann, diese Daten zu empfangen und zu verarbeiten, um darauf basierend die Vorrichtung 100 zu steuern.
Anhand von 1 ist nachvollziehbar, dass sich ein Drahtwickelzug des jeweiligen Drahtes 300 des entsprechenden Drahtspulenträgers 120 je nach dessen Position innerhalb des Umlaufs oder des jeweiligen Parkabschnitts 110E, 110F des Transportsystems 110 gegenüber der Wickelvorrichtung 200 ändern würde, da sich beispielsweise der Abstand zwischen Drahtspulenträger 120 und Wickelvorrichtung 200 je nach Position verändert. Deshalb sind die Drahtspulenträger 120 zumindest teilweise dazu eingerichtet, den Drahtwickelzug gegenüber der Wickelvorrichtung 200 zumindest einzustellen und/oder auch anzupassen. Dies kann in Abhängigkeit von einer Position des jeweiligen Drahtspulenträgers 120 innerhalb des Transportsystems 110 erfolgen.
2 zeigt ein System 1, das sich zum Herstellen einer Flechtwicklung für Maschinenelemente einer elektrischen Maschine eignet. Das System 1 weist die hierin beschriebene Vorrichtung 100 sowie die oben erwähnte Wickelvorrichtung 200 auf. Letztere ist dazu eingerichtet, den von der Vorrichtung 100 zugeführten Draht 300 zu einer Flechtwicklung, beispielsweise einer Wellenwickelmatter oder dergleichen, zu verarbeiten. Es sei angemerkt, dass die Anzahl der in 2 gezeigten Drähte 300 lediglich exemplarisch ist und entsprechend variiert werden kann. Für eine Flechtwicklung können es allerdings mindestens drei Drähte 300 sein, die durch die Wickelvorrichtung 200 miteinander verkreuzt oder verschlungen werden.
3 zeigt einen exemplarischen Drahtspulenträger 120, der sich zum Tragen oder Halten einer Drahtspule 150 eignet. Der Drahtspulenträger 120 weist eine Aufnahme 121, z.B. einen Aufnahmedorn oder dergleichen, für die Drahtspule 150 auf, die beispielsweise durch einen Formschluss 122 gehalten werden kann. Zudem verfügt der Drahtspulenträger 120 über einen individuell ansteuerbaren Aktuator 123, der dazu eingerichtet ist, die Drahtspule 150 zum Abspulen und/oder Aufspulen des Drahts 300 anzusteuern, den Drahtwickelzug zu verändern, usw. Des Weiteren weist der Drahtspulenträger 120 einen elektrischen Speicher 124 auf, der über ein drahtspulenträgerseitiges, mit dem Ladesystem 130 der Vorrichtung 100 zusammenwirkendes Ladesystem 125 mit Energie versorgt werden kann. Dabei kann der Drahtspulenträger 120 dazu eingerichtet sein, sich mittels des elektrischen Speichers 124 selbst mit Energie zu versorgen und damit den Aktuator 123 anzusteuern. Zum Steuern des Drahtspulenträgers 120 und/oder zur Kommunikation mit der Steuereinrichtung 140 der Vorrichtung verfügt der Drahtspulenträger über eine Steuereinrichtung 126. Es sei angemerkt, dass die Mehrzahl von Drahtspulenträgern 120 zueinander gleich oder konstruktiv und/oder funktional leicht abgewandelt sein können. Zudem kann die Mehrzahl von Drahtspulenträgern 120 individuell und/oder gemeinsam angesteuert werden.
Anhand von 1, die die oben beschriebene Vorrichtung 100 zeigt, soll nun ein Verfahren zum Zuführen von Draht in eine Wickelvorrichtung 200 zum Herstellen einer Flechtwicklung für ein Maschinenelement einer elektrischen Maschine beschrieben werden.
Gemäß dem Verfahren wird die Mehrzahl von Drahtspulenträgern 120 in dem Transportsystem 110 angeordnet, das, wie oben beschrieben, den einen Umlauf bildenden ersten Verarbeitungsabschnitt 100A und den damit verbindbaren oder verbundenen zweiten Verarbeitungsabschnitt 100B aufweist, in denen jeweils wenigstens einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern 120 zur Drahtverarbeitung ansteuerbar ist. Zudem wird die Mehrzahl von Drahtspulenträgern 120, wie oben beschrieben, selektiv aus dem Umlauf in den wenigstens einen Parkabschnitt 100E, 100F ausgeschleust oder selektives von dort in den Umlauf eingeschleust.
Ausgehend von den dargestellten Ausführungsbeispielen können die Vorrichtung 100 sowie das vorstehend beschriebene Verfahren in vielerlei Hinsicht abgewandelt werden. Beispielsweise ist es möglich, dass die Vorrichtung 100 nicht wie in 1 exemplarisch gezeigt hochkant stehend, sondern quer liegend angeordnet wird. Es ist auch möglich, dass die Anzahl von Drahtspulenträgern 120 von der in 1 oder 2 gezeigten Anzahl abweicht.
Bezugszeichen

100: Schaltschwingenanordnung
110: Transportsystem
110A: Verarbeitungsabschnitt
110B: Verarbeitungsabschnitt
110C: Verbindungsabschnitt
110D: Verbindungsabschnitt
110E: Parkabschnitt
110F: Parkabschnitt
111: Weiche
120: Drahtspulenträger
121: Aufnahme
122: Formschluss
123: Aktuator
124: elektrischer Speicher
125: Ladesystem
126: Steuereinrichtung
130: Ladesystem
140: Steuereinrichtung
150: Drahtspule
200: Wickelvorrichtung
300: Draht

Claims

Vorrichtung (100) zum Zuführen von Draht in eine Wickelvorrichtung (200) für Maschinenelemente einer elektrischen Maschine, aufweisend: eine Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120), und ein Transportsystem (110) mit einem einen Umlauf bildenden ersten Verarbeitungsabschnitt (110A) und einem damit verbindbaren oder verbundenen zweiten Verarbeitungsabschnitt (100B), in denen jeweils wenigstens einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120) zur Drahtverarbeitung ansteuerbar ist, und wenigstens einem zu dem Umlauf separaten Parkabschnitt (100E, 100F), wobei das Transportsystem (110) dazu eingerichtet ist, die Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120) selektiv aus dem Umlauf in den wenigstens einen Parkabschnitt (100E, 100F) auszuschleusen oder von dort in den Umlauf einzuschleusen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Transportsystem (110) dazu eingerichtet ist, den wenigstens einen Drahtspulenträger (120) in dem ersten und/oder zweiten Verarbeitungsabschnitt (100E, 100F) während der Drahtverarbeitung fortzubewegen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120) dazu eingerichtet ist, einen Drahtwickelzug gegenüber der Wickelvorrichtung (200) zumindest einzustellen.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120) dazu eingerichtet ist, einen Drahtwickelzug gegenüber der Wickelvorrichtung (200) in Abhängigkeit von einer Position des jeweiligen Drahtspulenträgers (120) innerhalb des Transportsystems (110) einzustellen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 3 oder 4, wobei zumindest einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120) einen individuell ansteuerbaren Aktuator (123) aufweist, der dazu eingerichtet ist, den Drahtwickelzug zu verändern.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest einer der Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120) einen elektrischen Speicher (124) aufweist, und die Vorrichtung ferner ein Ladesystem (130) aufweist, das dazu eingerichtet ist, den elektrischen Speicher (124) während des Umlaufs und/oder innerhalb des wenigstens einen Parkabschnitts (100E, 100F) zu laden.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Transportsystem (110) wenigstens eine Weiche (111) aufweist, die dazu eingerichtet ist, den Parkabschnitt (110E, 110F) und den Umlauf wahlweise miteinander zu verbinden.
Vorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter aufweisend eine Steuereinrichtung (140), die dazu eingerichtet ist, den Umlauf sowie das Ausschleusen und/oder Einschleusen der Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120) in Abhängigkeit einer gewünschten Flechtwicklung zu steuern.
System (10) zum Herstellen einer Flechtwicklung für Maschinenelemente einer elektrischen Maschine, aufweisend: eine Vorrichtung (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, und eine Wickelvorrichtung (200).
Verfahren zum Zuführen von Draht in eine Wickelvorrichtung (200) zum Herstellen einer Flechtwicklung für ein Maschinenelement einer elektrischen Maschine, umfassend: Anordnen von einer Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120) in einem Transportsystem (110) mit einem einen Umlauf bildenden ersten Verarbeitungsabschnitt (100A) und einem damit verbindbaren oder verbundenen zweiten Verarbeitungsabschnitt (100B), in denen jeweils wenigstens einer aus der Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120) zur Drahtverarbeitung ansteuerbar ist, und wenigstens einem zu dem Umlauf separaten Parkabschnitt (110E, 110F), und selektives Ausschleusen der Mehrzahl von Drahtspulenträgern (120) aus dem Umlauf in den wenigstens einen Parkabschnitt (100E, 100F) oder selektives Einschleusen derselben von dort in den Umlauf.