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Vorrichtung zum mechanischen Bewickein von genuteten Ständerblechpaketen
elektrischer Maschinen Die Erfadung biztrfft eine Vorrirhtung zum m5chaBewiiztela
von geauteten StändeAlechpaketem elektrischer Maschinen mit mindestens zwei in einemi
axiat zur Ständerbohimug hin- und herführbaren Nadelträger in eiher Axialebene vetachwenkbar
gelageiten, ale Doppelhebel aufigebildetenm Wickelnadeln, deren eine radial nach
auewärta verschwenkbare Endem igweil ein Nadeldhr für den austretenden Wickeldret
autweisen unct derev andere, Enden mit einer zentralen, gegenüber den Nadelträgek
hin-und harbewegbaren Stößelstangg in Wirkverbiadung stehen.
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Bei einer derartgen Vordchtumg izt es bekannt, die, Stößelstange ani
vorderen, Ende und im einem dar zu mit Zwischenabstaact aagpordnetea Bereich mit
enigegenggseuter Neipng konisch auszubilden. Die am, Nadelträger gglagerteu Wtrkelnuclda
siact auf beiden Wten ingr Lagerstelle mit nach, innen weimiden Armen und aa deren
freien aden gelagertem Führungsrollen versehen, deren eine jeweils auf dem vorderen
Konus nad dgren andere auf dein hkteren Kpims der Stöß elstange gebüihrid is t Ein
Hin- und Hergehen der Stößektange bewirkt, daß einmal die an dem nach auswärm verschwezkbaren,
vordereß Ende der Wictelbadtetn befestige Eührungsmlle, und ixt, umngekebrter giehtung
de Führungstolle Ende der Wickelnadelz vom jeweis ßn Fiage kommen, den Könus nach
außen gedrückt wird, so daß das Nadelöhr der Wickelnadel im ereen Fall radial nach
auswärts und im letzteren Fal zurückschwenkt. Die Schwenkbewegungea sind erforderlich,
um außerhalb der Ständerbohrung den Wieräaht ia weitem Rogen über Wicklungsformer
zu legpn, bein Durchgang, durch dar Stäcderblechpaket aber das Nädelähr auf' kleinem
Durchmesser entlang eker Nut, zu führen, WMhrend bei der vorstehendi beschriebmem
bekannten Konstruktion wäbreeed des Auskappens der Wickelnaielb der, Nadtelträger
stilsteht und stch die Stößelstmgeg ia axiAler Richtung bewegt, wird, iii kinematischer
Unkebrung biet ebier. anderen bekamten Wickelvorrichtung das VerschiweßkeR dez Wicketnadeln
dadurch erreicht, daß die, beident konischen Führunigsflächena, biez einerseits,
als Kigeltspitzß, andererseits als Trichter ausgebildet, in ihrer axWalen Stellung
verharren, wäbread der Naderträgr verfähirt und' die Wickelaadeln, die ebenfalls
beidseits ibrer Aiflerikpunkte Fühmng5rolleii tragen, mit ch iesen Führungsrollen
auf bzw. in die konisehienß Führungen schiebt,so daß die mit dem. Nadelöhr versehen
Enden der Wickelnadbln jpweirs vor und hinter der Statorbohrung nach außen verschwenkt
werden. Die vozbekannten WickelvornAchtungen zeigen wegen ihrer konstruktiven Ähnlichkeit
auch dieselben wesentlichen Nachteile. So, können, ohne grundlegende Veränderungen
an, der Maschine, nur Statoren ganz bestimmter Durchmesser gewickelt werden. Außerdem,
wird der Schwenkbereich der Wickelnadeln dadurch erheblich eingeschränkt, daß die
Führungsrollen, insbesondere die, von, einem, Konus radiat nach innen geführte Rolle,
stets nur über eine verhältnismMg kmrze Führungshahn laufea kann, da diese, durch
denit Schaft' der, Stößelstange begrenzt wird. Uin dennoch ein weites Ausschwenken,
des Wickelnadelendes mit dem Nadelöhr zu erhalten, braucht, mmn eineni sehr länggin
Hub, was, wiedäum bedeutet, daß die bekannten Vorrichtungen, für schnelraufende
Mmchinein nicht in, Frage kommen. Für Schneffaufsind sie aber auch aus einem anderen
Grunde nicht geeignet. Die Justierung gleichzeitig verschwenkbarer Wickelnadenrn
zum Zwecke, ihres gretchmäßigen Auflaufens auf die, Führungskegpl ist sehrdiffzil
nd ffffirt, falls ntcht exakt vorgenommen bei schnellerem Antrieb, d. h. härterem
Aufprall der Führungsrollen auf die Kegel, zu stark ungleichmäßiggin Belastungen,
der. Einzelteile. Schließfich muß als Mangel der vorbekannten Ausführungen angesehen
werden, däß im eihgeschwenkten Zustand crer Wickelnadeln, werm die Drahtdffsen in
einem ganz heetimmten Abstand an den schmalem öffhunpspaltem dex Niiten des Ständerblechpakets
entlang geführt werden solTen, eine genaue Führung.. der WieleSnadelnfehlt weü sie
nur. beim AuskIappen, bis- zu einer gQ-wissen Höhe auf die. kQnischen Führungsbahnem
auflaufen.. ün eingeschwenkten Zustand' aber eine im wesenflichert unbe5timmte Lage.
einnehmen, Zur Vermeidung der, gpnarmten, Nachteile ist es Aufgabe dex ErflädÜng,
eine, Morrichtung der ein.-gangs genannten- Art. zu. schaffer4, die bei genauerer
Führung, auch im eihgeschwenkten Zustand, der
Wickelnadeln als bisher
eine sehr einfache Änderung ihres Schwenkwinkels über einen weiten Bereich gestattet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die mit der
Stößelstange in Wirkverbindung stehenden Enden der Wickelnadeln sich von ihrer Lagerstelle
radial nach innen erstrecken und an der Stößelstange axial unverrückbar festgelegt
sind. Dadurch wird als wesentlicher Vorteil die Möglichkeit einer hohen Wickelgeschwindigkeit
erreicht, wozu neben der exakten Fühfung der Wickelnadeln der nur verhältnismäßig
kurze Hub der Stößelstange beiträgt.
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Die sichere Führung der Wickelnadeln durch ihre unverrückbare Anbringung
an der Stößelstange ermöglicht es, daß in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung
die Wickelnadeln mit den Nadelöhren beim Hindurchführen durch die Ständerbohrung
radial in die zu bewickelnden Ständermiten eingreifen, was in einem dem Füllfaktor
entsprechenden, ganz bestimmten Maß geschehen muß und den Vorteil mit sich bringt,
daß sich durch ein eventuelles Anschlagen an die die Öffnungsspalte der Nuten des
Ständerblechpaketes bildenden Seitensteg'e zwar die Wickelnadeln abnützen können,
auf jeden Fall aber verhindert wird, daß der Draht selbst anschlägt und seine Isolierung
beschädigt wird.
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In weitärer vorteilhafter Ausgesfaltung der Erfindung ist zur besseren
Einstellbarkeit und Abstimmung der Wickelnadelbewegungen aufeinander vorgesehen,
daß die Wickelnadeln am Nadelträger jeweils auf einem Nadelbolzen gelagert sind,
dessen Lage, durch einen festkleininbaren Exzentermechanismus veränderbar ist.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt
durch die erfingsgemäße Vorrichtung mit einer Wickelnadel in vergrößertem Maßstab,
F i g. 2 eine perspektivische Darstellung einer Wikkelnadel mit Drahtabweiser und
Wickeldraht in bgzutr auf zwei verschiedene Stellungen des Ständerblechpaketes,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Antriebs des Nadelträgers und
der Stößelstange, Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3, teilweise geschnitten,
mit einer abgenommenen Deckplatte, Fig. Sa bis e und Fig. 6a bis e senkrechte Schnitte
durch ein Ständerblechpaket und den Nadelträger mit Wickelnadeln in verschiedenen
Stadien des Bewicklungsvorganges, Fig. 5f und Fig. 6f Draufsichten auf das zu bewickelnde
Ständerblechpaket, wobei durch Pfeile dessen Drehrichtung jeweils am Ende de r Wickelnadelbewegung
nach Fig. 5a bis e bzw. Fig. 6 a bis e angedeutet ist.
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, In Fig. 1 ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung während der Bewicklung
eines Ständerblechpaketes 10 dargestellt. Dieses ist zentrisch in einem drehbaren
Ständerfutter 12 eingespannt, an welchem in axialer Richtung nach oben und unten
abstehend Wickelfinger 14 zum Zurückhalten des gewickelten Drahtes 16 in den Nuten
18 (Fig. 2) des Ständerblechpaketes 10 angebracht sind. Damit bei größeren Wickelschritten,
d. h. beim Wickeln einer sich über einen großen Winkelhereich des Ständerblechpaketes
erstreckenden Spule, der ' Draht 16 im Bogen außerhalb der Wickelfinger 14 entlang
geführt wird, sind über und unter (nicht gezeigt) dem eingespannten Ständerblechpaket
kreisringförmige Drahtabweiser 20 ortsfest gehalten.
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Das Wickeln von Spulen in die Nuten 18 des Ständerblechpaketes 10
erfolgt mit Hilfe von Wickelnadeln 22, die um Nadelbolzen 26 verschwenkbar
an einem Nadelträger 24 (Fig. 3) gelagert sind und mit diesem eine hin- und hergehende
axiale Bewegung durch das Ständerblechpaket sowie um die Nadelbolzen 26 eine
periodische Schwenkbewegung in radialer Richtung ausführen.
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Zur Beschreibung des Antriebs der Wickelnadeln 22 wird auf Fig. 3
Bezug genommen. Danach besteht der Nadelträger 24 im wesentlichen aus einer profilierten
Flachschiene 28, welche zwischen paarweise zu beiden Seiten der Schiene angeordneten
Führungsrollen 30 auf- und niederbewegbar ist. Die Führungsrollen 30 sind drehbar
an einem ortsfesten Hängerahmen 31 gelagert. Die Flachschiene 28 trägt an ihrem
oberen Ende einen oben und unten geschlossenen, hohlzylindrischen Nadelkopf 32,
der entsprechend der Polpaarzahl des zu bewickelnden Ständerblechpaketes mit einer
' oder mehreren Paaren von um 180° versetzten, sich von der oberen bis nahe an die
untere Kopfkante erstreckenden Radialschlitzen versehen ist. In jedem Rgdialschlitz
ist jeweils eine um den Nadelbolzen 26' schwenkbare, flache, am freien Ende radial
nach auswärts abgewinkelte Wickelnadel 22 angeordnet, deren abgewinkelter Endteil
mit einer ein Nadelöhr 34 (Fig. 1) bildenden Radialbohrung versehen ist.
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Am unteren Ende der Flachschiene 28 sind zu bek den Seiten
derselben zwei eine Gabel bildende Verlängerungsstücke 36 aus Flachmaterial
angesetzt, gegen deren Unterkante eine abgewinkelte Drahtfüh--rung 38 angesehraubt
ist. Diese ist mit beiderseits ballig aufgeweiteten und geschliffenen Horizontal-und
Vertikalbohrungen40 und 42 versehen, durch welche der von nie - ht dargestellten
Spulen kommende Wickeldraht 16 frei entlang der Flachschiene 28 dem
Nadelkopf 32 zugeführt werden, wo sie auf dessen Oberseite austreten und
über gekrümmte, Leitfurchen 44 (F i g. 5 f) gegen die Nadelöhre 34 umgelenkt
werden.
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Mit jeder Wickelnadet22 ist ein sich von deren Anlenkstelle im wesentlibhen
radial nach - einwärts erstreckender Mitnehmerhebel 46 drehfest wrbunden,
dessen balliges Ende in eine gemeinsame Ringmit 48 am oberen verdickten Ende einer
Stößelstange 50 formschlüssig eingreift (F i g. 1 und 4). Jeder Nadelbolzen
26 ist an einem zugehörigen Exzenter 52 gelagert> der um eine Klemmschraube
54 verscliwenkbar und innerhalb eines vorgegebenen Schwenkbereiches festldemmbar
ist. Dadurch wird für jede Wickelnadel eine getrennte Feineinstellung ihres Schwenkbereiches
in bezug auf den Hub der Stößelstange 50 ermöglicht, durch welche die Wickelnadelbewegungen
insbesondere gegeneinander abgeglichen werden können, Die Stößelstange
50 ist im Mittelteil der Flachschiene 28 axial verschieblich und drehbar
gelagert und trägt an ihrem unteren Ende ein Gewinde, welches in einen gegen Verdrehung
geführten Vierkant 56 eingeschraubt und durch eine Kontermutter
58
gesichert ist (F i g. 4). An einer Seite trägt der Vierkant
56 in axialein Abstand zueinander zwei Vorsprünge 60 und
62, zwischen welche ein Mitnehmerhebel
64 formschlüssig
eingreift. Der sich im wesentlichen radial erstreckende Mitnehmerhebel 64 ist mittels
eines Bolzens, 66 an einer an der Flachschiene 28 festen Lagerplatte 68 schwenkbar
angelenkt und mit einem nach aufwärts gerichteten Steuerhebel 70 drehfest verbunden.
Eine am freien Ende des Steuerhebels 70 drehbar angebrachte Leitrolle 72 greift
in horizontaler Richtung formschlüssig in eine in zwei Kurvenplatten 74 und 76 eingefräste
Steuerkurve ein. Die Kurvenplatten 74 und 76 sind mittels Kleminschrauben 78 am
Hängerahmen 31 angeklemmt und können in senkrechter Richtung gegeneinander und gegen
den Hängerahmen 31 verstellt werden. In jede Kurvenplatte 74 bzw. 76 ist eine im
wesentlichen senkrecht verlaufende, doppelt abgekröpfte Steuerkurve 80, 82 eingefräst,
in welche die Leitrolle 72 eingreift. Dadurch wird der Steuerhebel beim Auf- und
Niederbewegen des Nadelträgers 24 kurz vor jeder Bewegungsumkehrung nach auswärts
mit Bezug auf die Nadelträgerachse verschwenkt, und die Wickelnadeln 22 werden,
über den Mitnehmerhebel 64, den Vierkant 56, die Stößelstange 50 und die Mitnehmerhebel
46 angetrieben, auseinandergespreizt.
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Durch die axiale Versteffbarkeit der Kurvenplatten 74 und 76, welche
mit ineinandergreifenden Ansätzen zur Begrenzung der Steuerkurve 80, 82 im Bereich
zwischen den Platten versehen sind, kann das Ausschwenken der Wickelnadel 22 der
Länge des zu bewickelnden Ständerblechpaketes und anderen Betriebserfordernissen
angepaßt werden. Am Hängerahmen 31 fest angebrachte Einstellineale 84 und 86 ermöglichen
dabei in Verbindung mit Markierungen auf der Außenseite der Kurvenplatten die sofortige
Wiedereinstellung für bestimmte Betriebsbedingungen als passend ermittelter Plattenstellungen.
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In die von den Verlängerungsstücken 36 gebildete Gabel greift das
mit einem Langloch 88 versehene Ende eines sich im wesentlichen waagerecht
erstrekkenden Antriebshebels 90 für den Antrieb des Nadelträgers ein und ist mit
diesem mittels eines das Langloch 88 durchsetzenden Rollenbolzens
92 schwenkbar und in Längsrichtung des Antriebshebels 90 verschiebbar verbunden.
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Ein Bewegungszyklus des Wickelnadelantriebs ist in den Fig. 5 und
6 dargestellt. Dabei ist von der unteren Totlage des Nadelträgers ausgegangen (Fig.
5a), in der die Wickelnadel auf Grund der oben beschriebenen Führung der Leitrolle
in der Steuerkurve der Kurvenplatten unterhalb der nach unten weisenden Wickelfinger
einander entgegengesetzt nach auswärts gespreizt sind. Das Ständerblechpaket ist
so gegenüber den Wickelnadeln ausgerichtet, daß deren abgewinkelte Enden mit je
einer Ständernut fluchten. Setzt nun die Aufwärtsbewegung des Nadelträgers ein,
so werden die Wickelnadeln nach einwärts mit Bezug auf den Nadelkopf verschwenkt
(Fig. 5b), und zwar so weit, daß ihre freien Enden mit der weiteren Aufwärtsbewegung
radial um einen geringen Betrag, etwa die Dicke der später einzubringenden Nutenkeile,
in die mit ihnen fluchtenden Ständemuten eingreifen. In dieser Schwenklage werden
die Wickelnadeln axial durch die Ständernuten geführt, wobei der aus jedem Nadelöhr
austretende Drahtstrang in die zugehörige Nut gelegt wird (Fig. 5c).
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Nach dem Austreten aus den Nuten (Fig. 5d) werden die Wickelnadeln
durch den Einfluß der Steuerkurve in den Kurvenplatten wieder radial nach außen
gespreizt. In der Endstellung der Aufwärtsbewegung des Nadelträgers (Fig. 5e) haben
die abgewinkelten Nadelenden eine solche Stellung eingenommen, daiß sie die nun
einsetzende Verdrehung des Stbderblechpake,tes (Fig. 5f) mit den Wickelfingern nicht
mehr behindern, wie inisbesondere aus Pig. 1 ersichtlich ist.
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Das Ständerfutter wird zusammen mit dem Blechpaket und dem Kranz der
Wickelfinger um einen Winkel verdreht, der bei den meist vorkommenden Wicklungen
mit mehreren Spulen, unterschiedlicher Weite je Pol der Weite der zur Zeit zu wickelnden
innersten Spule entspricht. Dadurch wird die zunächst senkrecht unter der Wickelnadel
liege,nde Nut aus der sich der eingezogene Draht gegen das Nadelöhr erstreckt, seitwärts
im Bogen gegenüber der feststehenden Wickelnadel verschwenkt, und der zunächst in
einer senkrechten Ebene vom Nadelöhr zur Nut frei verlaufende Drahtabschnitt (linker
Drahtstrang in F i g. 2) wird mit seinem unteren Ende schräg nach rechts
gezogen. Dabei wird der Drahtstrang von dem Drahtabweiser erfaßt (rechter Drahtstrang
in F i g. 2) und um die bei der Verdrehung von der Wickelnadel bestrichenen
Wickelfinger (in F i g. 2 nicht dargestellt) gelegt, an welchen er bei der
nachfolgenden Abwärtsbewegung des Nadelträgers hinabgleitet und unmittelbar an der
Abwinkelung der Wickelfinger den Wickelkopf bildet.
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Zu Beginn der Abwärtsbewegung des Nadelträgers (ausgehend von F i
g. 6 a) werden die Wickelnadeln wieder nach einwärts verschwenkt (F i
g. 6 b) und führen den Draht durch die von ihnen bestrichenen Nuten (F i
g. 6 c). Nach dem Austreten aus den Nuten an deren unteren Enden (F i
g. 6 d) werden die Wikkelnadeln wieder nach auswärts gespreizt, wobei sie
eine derartige Stellung einnehmen, daß sie die Wickelfinger bei der nachfolgenden
Verdrehung des Ständerfutters nicht behindern (F i g. 6 e).
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Das Ständerfutter wird daraufhin um den gleichen Betrag, aber entgegengesetzt
-wie bei der obengenannten Drehbewegung verschwenkt (F i g. 6 f), bis die
Wickelnadeln wieder mit den zuerst bewickelten Nuten fluchten, wobei der Drahtstrang
mit Hilfe der Drahtabweiser um die von den Wickelnadeln bestrichenen unteren Wickelfinger
gelegt wird und die erste Windung geschlossen wird. Nun setzt wieder eine Aufwärtsbewegung
des Nadelträgers ein und die Drahtstränge werden erneut durch die zuerst bewickelten
Nuten gezogen, um die oberen Wickelfinger gelegt, im vorgegebenen Wickelschritt
durch die anderen Nuten nach abwärts geführt und wiederum um die unteren Wickelfinger
gelegt. Dieser Bewegungsablauf wird entsprechend der gewünschten Windungszahl für
die in diese Nuten einzulegende - Spule wiederholt.