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Einrichtung zum Herstellen von Bandwickeln mit Nuten für elektrische
Maschinen und Apparate, bei denen die Nuten durch in das zu wickelnde Band in: Abständen
voneinander gestanzte Durchbrechungen .gebildet werden Insbesondere zur Herstellung
von elektrischen Scheibenankermotoren ist es bekannt, ein Band, das mit in Abständen
voneinander gestanzten Durchbrechungen versehen ist, zu einem Bandwickel äufzüwickeln,
an welchem die gestanzten Dürchbrechungen radial oder spiralförmig verlaufende Nuten
bilden. In diese Nuten können die elektrischen Wicklungen des Motors eingelegt werden.
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Da der Umfang des Bandwickels sich in jedem Umgang des Bandes vergrößert,
müssen die Durchbrechungen im Band mit immer größer werdenden Abständen voneinander
gestanzt werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist es bekannt, mit Nuten versehene Bandwickel
dadurch herzustellen, daß ein Wickeldorn für das Band jeweils zwischen zwei aufeinandetfolgenderi
Staniuiigen uni einen vörbestimtnten Winkel gedreht und der Abstand zwischen der
Stanzstelle und der Drehachse des Wickeldornes mit wachsendeiü Wieli:eldutchmesset
vergrößert wird, wobei der Bandwickel in Anlage an einer geradlinig verlaufenden
Führungsschiene behalten wird, die den Bandwickel tangiert und eine gedachte Ebene
berührt, welche die Stanzstelle wenigstens annähernd schneidet.
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Bei den bekannten Maschinen ist die Stanzeinrich= tune in bezug auf
den Wickeldorn beweglich und letzterer mindestens in der Horizontalen stationär
angeordnet. Diese Ausbildung ist jedoch mit erheblichen Nachteilen behaftet, da
die Stanzeinrichtung verhältnismäßig großes Gewicht aufweist und ständig wechselnden
Kräften unterworfen ist, welche die Führungen zum Verschieben der Stanzeinrichtung
mit der Zeit ausschlagen und folglich minderwertig oder gar unbrauchbar machen,
falls nicht besonders robuste und somit teure Konstruktionen vorgesehen sind. Es
ist zu bedenken, daß der Stanzdrück je nach Blechstärke und Nutengröße z. B. 2 bis
5 t betragen kann.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Einrichtung zum Herstellen von
Bandwickeln der genannten Art und unterscheidet sich jedoch von dem Bekannten im
wesentlichen dadurch, daß die Stanzstelle stationär angeordnet und der Wickeldorn
an einem Schlitten drehbar gelagert ist, der längs einer geradlinigen Bewegungsbahn
derart verschiebbar geführt ist, daß die Drehachse des Wickeldornes sich in einer
die Stanzstelle wenigstens annähernd schneidenden Ebene bewegt; die zur Führungsfläche
der Führungsschiene geneigt ist, und daß der Schlitten unter dem Einfiuß eines Gewichts-
oder Federzuges steht, welcher den Schlitten gegen die Stanzstelle zieht und dabei
in Anlage an der Führungsschiene hält.
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Da die Starizstelle stationär ist, kann eine übliche Stänzeinrichtung
verwendet werden, die beliebige Präzision und Arbeitsgeschwindigkeit aufweist. Es
braucht somit keine entsprechend teurere Spezialkonstruktion der Stanzvorrichtung.
Die beim Stanzen auftretenden, ständig wechselnden Massekräfte werden vom Gestell
der Stanzvorrichtung direkt aufgenommen und müssen nicht über Führungen zum Verschieben
der Stanzvorrichtung übertragen werden. Da die Stanzvorrichtung in allen Fällen
vielfach größeres Gewicht aufweist als der Wickeldorn und der entstehende Bandwickel,
so ist es ohnehin zweckmäßiger, die Stanzeinrichtung stationär und den Wickeldorn
verschiebbar anzuordnen. Die Mittel zum Drehen des Wickeldornes können schwächer
dimensioniert sein als die Mittel zum Antrieb der Stanzvorrichtung; auch aus diesem
Grunde ist es zweckmäßiger, den Wickeldorn verschiebbar und die Stanzvorrichtüng
stationär anzuordnen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ergeben sich somit durchweg
bedeutend günstigere kinematische Verhältnisse als bei den bekannten Maschinen.
Es ist daher auch eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit möglich.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der angemeldeten Erfindung
ist die Führungsschiene, gegen welche der Bandwickel anliegt, am Maschinengestell
in der Neigung verstellbar angeordnet. Dadurch wird ermöglicht, wahlweise Nuten
mit radialer oder zur Radialen schräg verlaufender Richtung zu erzeugen.
Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnungen, an Hand
welcher die Erfindung nachstehend rein beispielsweise erläutert wird.
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Fig. 1 zeigt die Vorderansicht der wichtigsten Teile eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig.2 stellt in größerem Maßstab einen Schnitt
nach der Linie II-II in Fig. 1 dar; Fig.3 veranschaulicht einen Teil der Einrichtung
teils in Draufsicht und teils im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1, ebenfalls
in größerem Maßstab; Fig. 4 zeigt eine Einzelheit der Einrichtung von deren Rückseite
her gesehen; Fig.5 stellt ein Teilstück eines mit gestanzten Durchbrechungen versehenen
Bandes in Draufsicht dar; Fig.6 zeigt schematisch die Herstellung eines mit radial
verlaufenden Nuten versehenen Bandwickels mit Hilfe der Einrichtung; Fig. 7 zeigt
in analoger Weise die Bildung eines Bandwickels mit schräg verlaufenden Nuten.
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Die dargestellte Einrichtung weist als einen Hauptbestandteil eine
Stanzmaschine auf, deren Ausbildung an sich bekannt ist und daher hier nur in groben
Zügen erläutert wird. Gemäß Fig. 1 hat die Maschine ein Untergestell 10 mit einem
Tragtisch 11. Auf letzterem sind vertikal verlaufende Führungsrohre 12, in denen
je eine Stange 13 in senkrechter Richtung verschiebbar gelagert ist. Die unteren
Enden der Stangen 13 sind durch ein Joch 14 miteinander verbunden, das mit Hilfe
von Muttern 15 an den Stangen 13 befestigt ist. An einem Lagerteil des Joches 14
ist mittels einer waagerecht verlaufenden Achse 16 ein Pleuel 17 schwenkbar gelagert,
der seinerseits auf einem Kurbelzapfen 18 angeordnet ist. Der Kurbelzapfen 18 ist
exzentrisch mit einer in der Zeichnung nicht sichtbaren Welle verbunden, die mit
Hilfe von Lagerstücken 19 drehbar unterhalb des Tisches 11 angeordnet ist und mit
einem nicht dargestellten Antriebsmotor in Verbindung steht. Die genannte Welle
trägt ferner ein Kettenrad 20, auf das später wieder Bezug genommen wird.
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Die oberen Enden der Stangen 13 sind durch ein Joch 22 miteinander
verbunden, das mittels Muttern 23 an den Stangen befestigt ist. In einer entsprechenden
Gewindebohrung des Joches 22 ist ein vertikal verlaufender Schraubenbolzen 24 in
axialer Richtung verstellbar angeordnet. Dieser Schraubenbolzen 24 trägt an seinem
unteren Ende eine Haltevorrichtung 25 für einen auswechselbaren Stanzstempel 26.
Eine dem Stanzstempel 26 zugeordnete Matrize 27 ist auswechselbar an einer zugehörigen
Haltevorrichtung 28 befestigt, die ihrerseits an einem auf dem Tisch 11 abgestützten
und befestigten Block 29 angeordnet ist.
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Auf dem Tragtisch 11 ist eine Wickelvorrichtung angebracht, die einen
anderen Hauptbestandteil der Einrichtung bildet und nachstehend beschrieben wird.
Ein im wesentlichen rahmenförmiger Tragteil 31 ist mittels eines konsolenartigen
Fußes 32 auf dem Tisch 11 befestigt. Der Tragteil weist zwei zueinander parallel
verlaufende Führungsschienen 33 (Fig. 2 und 3) auf, zwischen denen mit Hilfe von
Walzen 35 ein Schlitten 34 längs einer geradlinigen Bewegungsbahn verschiebbar geführt
ist, die gegenüber der Horizontalen geneigt verläuft.
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Am Schlitten 34 ist eine Welle 36 drehbar gelagert, deren Achse waagerecht
und rechtwinklig zur Verschieberichtung des Schlittens verläuft. Das vordere Ende
der Welle 36 trägt einen abnehmbaren und auswechselbaren Wickeldorn 37, der mittels
einer Schraube 38 mit der Welle 36 fest verbunden ist. Auf dem anderen Endteil der
Welle 36 sitzt ein gezahntes Klinkenrad 39, mit welchem eine Schaltklinke 40 unter
dem Einfluß der Schwerkraft oder einer nicht gezeichneten Feder im Eingriff steht
(Fig. 2, 3 und 4). Die Schaltklinke 40 ist mittels eines Bolzens 41 am Ende eines
Hebels 42 schwenkbar gelagert, der lose auf der Welle 36 angeordnet ist und somit
gegenüber letzterer geschwenkt werden kann. Eine auf das hintere Wellenende aufgeschraubte
Mutter 43 und eine Scheibe 44 verhindern Abgleiten des Hebels 42 von der Welle 36,
ohne den Hebel 42 zu klemmen. Am Schlitten 34 ist ferner durch einen Bolzen 45 (Fig.
4) eine Sperrklinke 46 schwenkbar angeordnet, die unter dem Einfluß einer nicht
_ dargestellten Torsionsfeder mit dem Klinkenrad 39 im Eingriff steht, um dasselbe
gegen Drehung entgegen dem Pfeil R zu sichern.
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Der Hebel 42 steht durch einen Gelenkzapfen 48 in Verbindung mit dem
einen Ende eines Pleuels 47, dessen anderes Ende auf einem Kurbelzapfen angeordnet
ist, welcher an einem Gleit- oder Klemmstück 49 (Fig. 3) sitzt. Das Gleit- und Klemmstück
49 greift in eine diametral an einer Radscheibe 50 angebrachte Nut 51 mit unterschnittenen
Flanken ein und ist in der Längsrichtung der Nut 51 verstellbar, zwecks Veränderung
des Kurbelarmes (Fig. 4). Mit Hilfe einer Schraube 52 läßt sich das Gleit- und Klemmstück
49 jedoch in jeder eingestellten Lage sichern, ohne daß dabei der Pleuel 47 auf
dem Kurbelzapfen festgeklemmt wird. Die Radscheibe 50 sitzt fest auf einer Welle
53, die zur Welle 36 parallel verläuft und im Schlitten 34 drehbar gelagert ist,
wie Fig. 1 und 3 zeigen.
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Ein Kegelrad 55 und die Radscheibe 50 bestehen zusammen aus einem
einzigen Materialstück. Das Kegelrad 55 steht im Eingriff mit einem zweiten Kegelrad
56, das gemäß Fig. 3 auf dem einen Ende einer Welle 57 festsitzt, die parallel zur
Verschieberichtung des Schlittens 34 verläuft und ebenfalls am Schlitten 34 drehbar
gelagert ist. Die Welle 57 besitzt einen Fortsatz 58 mit unrundem O_uerschnitt.
Der Fortsatz 58 weist zu diesem Zwecke im vorliegenden Fall zwei Längsnuten 58a
auf, in welche zwei sogenannte Mitnehmerkeile 59 eingreifen. Der Fortsatz 58 geht
axial verschiebbar durch eine Hülse 60 hindurch, an welcher die Mitnehmerkeile 59
angeordnet sind. Die Hülse 60 ist drehbar, aber gegen axiales Verschieben gesichert
am Tragteil 31 gelagert und bildet die Nabe eines Kegelrades 61. Letzteres steht
im Eingriff mit einem anderen Kegelrad 62, das auf einer am Tragteil 31 drehbar
gelagerten Welle 63 sitzt, welche ferner ein Kettenrad 64 trägt, wie Fig. 1 und
2 erkennen lassen. Durch eine Gliederkette 65 ist das Kettenrad 64 mit dem bereits
früher erwähnten Kettenrad 20 der Stanzmaschine gekuppelt.
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Am Schlitten 34 ist das eine Ende eines biegsamen Zugorgans 68 verankert,
das z. B. ein Drahtseil ist. Das Zugorgan 68 verläuft über eine am Maschinengestell
drehbar gelagerte Umlenkrolle 69 und ist an seinem anderen Ende mit einem nicht
dargestellten Gewicht belastet, das bestrebt ist, den Schlitten 34 nach oben und
gegen den Stanzstempel 26 hin zu bewegen.
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Auf dem Tragtisch 11 ist ein Haltewinkel 70 (Fig. 1 und 2) befestigt,
an dem eine Führungsschiene 71 verstellbar und feststellbar angeordnet ist. Der
Haltewinkel 70 weist zu diesem Zweck eine kreisbogenförmig verlaufende Nut
72 auf, in welche ein entsprechend gekrümmter Sporn 73 der Führungsschiene
71
eingreift. Das Krümmungszentrum der Nut 72 und des Sporns 73 befindet sich wenigstens
annähernd an der Stanzstelle der Stanzmaschine, d. h. dort, wo die Längsmittelachse
des Stempels 26 die obere Auflagefläche der Matrize 27 schneidet. Eine Schraube
74 gestattet, den Sporn 73 in der eingestellten Lage am Winkel 70 festzuklemmen.
Die Führungsschiene 71 weist oben eine geradlinig verlaufende, ebene Führungsfläche
75 auf, gegen welche der Wickeldorn 37 bzw. der auf diesem herzustellende Bandwickel
anliegen kann.
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Wenn der Schlitten 34 längs seiner Bewegungsbahn verschoben wird,
so bewegt sich die Achse des Wickeldornes 37 in einer Ebene 80 (Fig. 6 und 7), welche
die Längsachse 81 des Stanzstempels 26 wenigstens annähernd an der Stanzstelle schneidet.
Die Führungsfläche 75 berührt eine gedachte Ebene 82, welche die Längsachse 81 des
Stanzstempels 26 ebenfalls wenigstens annähernd an der Stanzstelle schneidet und
gegenüber der Ebene 80 um einen Winkel 83 (Fig. 6) bzw. 84 (Fig. 7) geneigt ist.
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Mit der beschriebenen Einrichtung können Bandwickel mit Nuten wie
folgt hergestellt werden: Ein z. B. aus Metallblech bestehendes Band 85 wird von
einer nicht dargestellten Vorratsrolle abgezogen, zwischen dem Stempel 26 und der
Matrize 27 der Stanzmaschine hindurchgeführt und mit seinem Anfang in einen Schlitz
37a des Wickeldornes 37 eingesteckt, zwecks Verankerung am Wickeldorn (Fig. 1).
Unter dem Einfluß des auf das Zugorgan 68 einwirkenden Gewichtes liegt der Wickeldorn
37 unweit des Stanzstempels 26 an der Führungsfläche 75 der Führungsschiene 71 an.
Wenn die Stammaschine in Betrieb gesetzt wird, bewegt die Kurbel 18 mittels des
Pleuels 17 den aus den Stangen 13 und den Jochen 14 und 22 gebildeten Rahmen in
vertikaler Richtung auf-und abwärts, wobei der Stanzstempel 26 diese Bewegung mitmacht.
Bei jeder Abwärtsbewegung des Stempels 26 durchdringt derselbe das Band 85 und stanzt
aus diesem eine Durchbrechung 86 (Fig. 5) aus.
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Vom Kettenrad 20 aus wird mittels der Kette 65 Kettenrad 64 angetrieben,
das seinerseits über das Kegelräderpaar 61, 62 die .am Schlitten 34 gelagerte Welle
57 in Drehung versetzt. Durch das Kegelräderpaar 55, 56 wird die Radscheibe 50 angetrieben,
welche mit Hilfe des Pleuels 47 dem Hebel 42 eine hin- und hergehende Schwenkbewegung
erteilt. Bei der Schwenkbewegung im einen Sinn gleitet die Schaltklinke 40 lose
über die Zähne des Klinkenrades 39, wogegen bei der Schwenkbewegung im anderen Sinn
die Klinke 40 mit den Zähnen des Klinkenrades 39 in festen Eingriff tritt und dadurch
das Klinkenrad 39 im Sinn des Pfeiles R in Fig. 4 um einen gewissen Winkelbetrag
dreht. Die Umdrehungszahl der Radscheibe 50 ist gleich derjenigen des Kurbelzapfens
18 der Stanzmaschine, und die Bewegung des die Schaltklinke 40 tragenden Hebels
42 ist mit der Bewegung des Stempels 26 derart synchronisiert, daß eine Drehung
des Klinkenrades 39 und damit des Wickeldornes 37 jeweils immer dann stattfindet,
wenn der Stempel 26 sich oberhalb der Matrize 27 und des Bandes 85 befindet. Durch
die Drehung des Wickeldornes 37 wird jeweils ein Teilstück des Bandes 85 auf den
Wickeldorn aufgewickelt, so daß bei der nachfolgenden Abwärtsbewegung des Stempels
26 dieser eine Durchbrechung 86 ausstanzt, die von der vorangehenden um eine gewisse
Strecke in Längsrichtung des Bandes 85 versetzt ist.
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Wünscht man, daß die ausgestanzten Durchbrechungen 86 am entstehenden
Bandwickel 87 beispielsweise acht radial verlaufende Nuten 88 bilden (Fig. 6), so
wird der Gleit- und Klemmschuh 49 in der Nut 51 der Radscheibe 50 derart eingestellt,
daß jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stanzungen der Wickeldorn 37 um einen
konstanten Winkel von 45° gedreht wird oder, allgemein ausgedrückt, um einen Winkel
von
wobei n = die Anzahl der am Bandwickel zu erzeugenden Nuten ist. Der Wickeldorn
37 und nachher der im Entstehen begriffene Bandwickel 87 liegen gegen die Führungsfläche
75 an und wälzen sich bei der Drehung des Wickeldornes an dieser Führungsfläche
75 ab. Mit zunehmendem Durchmesser des Bandwickels 87 wandert derselbe längs der
Ebene 80 immer weiter von der Stanzstelle weg. Weil die Führungsfläche 75 gegenüber
der Ebene 80, längs welcher sich die Achse des Wickeldornes 37 bewegen kann, um
einen Winkel 83 geneigt ist, ergibt sich für jeden momentanen Durchmesser des Bandwickels
87 eine genau bestimmte Lage des Wickeldornes. Auf die beschriebene Weise wird die
Achse des Wickeldornes 37 derart geführt, daß der Winkel 89 zwischen der Ebene 80
und dem tangential auf den entstehenden Bandwickel 87 auflaufenden Bandteil 85 stets
gleichbleibt und die gleiche Größe hat wie der Winkel 83. Die Stelle, an welcher
das Band 85 auf den Bandwickel 87 aufläuft, hat dann stets die gleiche Winkellage
bezüglich der Achse des Wickeldornes 37. Bei richtiger Wahl des Neigungswinkels
83, entsprechend der Dicke des Bandes 85, erreicht man, daß die Durchbrechungen
86 in allen Windungsgängen genau übereinanderzuliegen kommen und dadurch radial
verlaufende Nuten 88 bilden.
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Für die Herstellung von Bandwickeln mit einer anderen Anzahl von Nuten
braucht nur die Einstellung des Gleit- und Klemmschuhes 49 an der Radscheibe 50
verändert zu werden, nicht aber die Neigung der Führungsfläche 75, solange die Dicke
des zu wickelnden Bandes die gleiche bleibt.
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Wird die Führungsschiene 71 anders eingestellt, so daß ihre Führungsfläche
75 gegenüber der Ebene 80, längs welcher die Achse des Wickeldornes 37 beweglich
ist, einen Neigungswinkel 84 aufweist (Fig.7), der gegenüber dem bereits erwähnten
Winkel 83
größer oder kleiner ist, so bilden die ausgestanzten Durchbrechungen
86 am Bandwickel 87a gegenüber der Radialen nach der einen bzw. der anderen Richtung
schräg oder spiralförmig verlaufende Nuten 88 a.
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Auch in diesem Falle bleibt der Winkel 90 zwischen der Ebene 80 und
dem tangential auf den entstehenden Bandwickel auflaufenden Bandteil konstant und
gleich groß wie der Winkel 84. Die Winkellage der Stelle, an der das Band 85 auf
den Wickel 87a aufläuft, bleibt bezüglich der Achse des Wickeldornes 37 ebenfalls
unverändert.
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Es ist zu bemerken, daß in allen beschriebenen Fällen die Führungsfläche
75 bezüglich des tangential zum Wickeldorn 37 bzw. zum entstehenden Bandwickel 87
bzw. 87a verlaufenden Bandteiles um einen doppelt so großen Winkel geneigt ist wie
die Ebene 80, längs welcher die Achse des Wickeldornes 37 bewegt werden kann. An
sich ist es aber auch möglich, die Führungsfläche 75 oberhalb des Wickeldornes 37
derart anzuordnen, daß der auf den entstehenden Bandwickel auflaufende Bandteil
85 längs der Führungsfläche verläuft. Dabei ergibt sich aber der Nachteil einer
dauernden Reibung des Bandes an der Führungsfläche.
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Die Führungsfläche 75 braucht nicht unbedingt eben zu sein, sondern
könnte beispielsweise auch zylindrisch
gewölbte Form haben, sofern
die Führungsfläche geradlinig verläuft und die gedachte Ebene 82 berührt, welche
die Achse des Stanzstempels 26 wenigstens annähernd an der Stanzstelle schneidet.