DE1489071C - Vorrichtung zur maschinellen Herstellung von Zylinderwicklungen - Google Patents

Description

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für Transformatoren und andere elektrische Geräte, an Hand des in der Zeichnung dargestellten Aus-

bei der die Wicklung auf einen motorisch zur Ro- führungsbeispieis nachfolgend noch näher erläutert

tätion angetriebenen Teil der Vorrichtung gewickelt werden.

wird, wobei der Wicklungsdraht über eine nicht mit- Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die gesamte Vorrotierende Drahtführung zugeführt wird, die sich 5 richtung,

entsprechend dem Fortschreiten des spiralförmigen Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung von

Aufwickeins des Drahtes in jeder Windüngsscheibe oben und

radial hin und her verschiebt, und wobei der zuletzt Fig. 3 einen Teilschnitt, aus dem besonders die gewickelte Draht mit mehreren Andrückrollen, die Anordnung der Drahtführung hervorgeht,
an einem nicht mitrotierenden, kreisförmigen Teil io Fig. 1 veranschaulicht den gesamten Aufbau der angebracht sind und auf radial angeordneten Achsen Vorrichtung, die im Ausführungsbeispiel, mit senksitzen, in axialer Richtung angedrückt wird. Diese recht stehender Achse 3, welche in einer feststehen-Vorrichtung weist einen rotierenden Karusselltisch den Konsole 4 drehbar gelagert ist, betrieben wird, auf, der entsprechend dem axialen Fortschreiten des Der Antrieb der Achse 3 erfolgt über Zahnräder Aufbaus der Wicklung aus Windungsscheiben selbst- 15 durch einen Motor 5. Zusammen mit der Achse 3 tätig axial verschoben wird und eine Wickelschablone drehbar und gegenüber dieser axial verschiebbar ist trägt, die mitrotiert und mitverschoben wird und in ein Karüsselltisch 11 angeordnet, welcher die Wickweicher die Wicklung an ihrer Unterseite sowie an lung 13 unter Zwischenfügung einer Unterlage 12 ihrer Innen- und Außenseite über ihre ganze Wickel- trägt. Ebenfalls mit der Achse 3 drehbar und gegenhöhe geführt wird, ferner ist der die Andrückrollen 20 über dieser axial verschiebbar ist ein Käfig 9, der an tragende Teil eine feststehende, abhebbare Wickel- seinem oberen Ende eine kreisringförmige, an ihrem krone, und die Andrückrollen sind elastisch aus- inneren Umfang nach oben abgewinkelte. Wickelgebildet und passen sich der Kontur der obersten schablone 15 trägt. Die Wickelschablone 15 bestimmt Drahtlage an. : den Außendurchmesser der Wicklung 13, während

Die erfolgreiche Arbeit mit dieser Vorrichtung ist 25 der Innendurchmesser der Wicklung durch eine abhängig vom Elastizitätsgrad der verwendeten Anr zweite, fest mit der Achse 3 verbundene scheibendrückrollen. Nun ist diese Elastizität nicht immer förmige und ebenfalls nach oben abgewinkelte gleich und konstant, insbesondere tritt bei den mei- Wickelschablone 14 festgelegt ist. An der Wickeisten bekannten Materialien eine Alterung ein, die schablone 14 ist außerdem der Wickeldorn befestigt, ein Verhärten und Verspröden zur Folge hat. Außer- 30 welcher aus einer Anzahl von auf den Umfang verdem ist die Elastizität der Andrückrollen nur in der teilten Stäben 10 besteht, die in entsprechenden Boh-Lage, kleinere Drahtdurchmesser zu überbrücken. rungen des Karusselltisches 11 geführt sind. Die Soll die Wicklung aus stärkeren Drähten bestehen, axiale Verschiebung des Karusselltisches 11 gegenso können Schwierigkeiten auftreten, wenn die An- über der Achse 3 erfolgt durch eine zentral angeorddrückrolle nicht in der gesamten Drahtstärke nach- 35 nete Gewindespindel 32, die entweder von Hand gibt. mittels einer Scheibe 31 oder durch einen Motor 33

Die Erfindung stellt eine Verbesserung gegenüber gegenüber der Achse 3 verdrehbar ist. Die Axialden vorstehend beschriebenen Vorrichtungen da- verschiebungen des Käfigs 9 und damit der Wickeldurch dar, daß die Achsen aus paarweise an Nabe schablone 15 erfolgen über eine ebenfalls zentral an- und Außenkranz der Wickelkrone befestigten hohlen 40 geordnete Gewindespindel 1, die durch einen Motor 2 Achszapfen bestehen, daß jeder Achszapfen eine gegenüber der Achse 3 in Drehung versetzt werden topf förmige, auf dem Achszapfen verschiebbare an- kann. Im oberen Teil der Vorrichtung ist eine festgetriebene Rolle trägt, wobei die Umf angsgeschwin- stehende speichenradförmige Wickelkrone 20,27 vordigkeiten der Rollen eines Paares verschieden sind, gesehen, welche eine Anzahl von etwa radial ange- und daß die vom Außenkranz der Wickelkrone ge- 45 ordneten Achsenpaaren 17, 17' enthält. Dabei sind tragenen Rollen in Abhängigkeit von der Bewegungs- die Achsen 17 in dem äußeren Kranz der Wickelrichtung der Drahtführung in axialer Richtung derart krone und die Achsen 17' in der Nabe 27 auswechselverstellbar sind, daß eine Rolle eines jeden Rollen- bar befestigt. Die Achsen sind hohl ausgeführt und paares unter Wirkung eines durch den hohlen Achs- an ihren einander zugekehrten Enden mit topfzapfen zugeführten Druckmediums mit ihrer Stirn- 50 förmigen RoUenpaaren 16, 16' versehen, die auf den sehe in radialer Richtung gegen den zuletzt gewickel- zuletzt gewickelten Lagen der Wicklung 13 aufliegen, ten Draht drückt. ,' Mittels eines Drucklagers 29, 30, welches am oberen

Die Vorrichtung nach der Erfindung weist nun an Ende der Achse 3 befestigt ist, wird die Wickelkrone jeder radial angeordneten Achse zwei Rollen auf, die über Federn 35, 36 so nach unten gedrückt, daß die den einlaufenden Draht in jeder Windung exakt fest- 55 Rollen 16 auf der Wickelschablone 15 und die Rollen legen und ein Ausweichen einer bereits gelegten Win- 16' auf der Wickelschablone 14 aufliegen und durch dung unmöglich machen. Der ablaufende Draht kann deren Drehung in Drehung versetzt werden. Dabei in normaler Weise von einer Haspel oder Vorrats- sorgt die Feder 36 über einen Ring 28.und Stifte 37 rolle abgezogen werden und iriuß nicht durch eine für das Andrücken der Rollen 16' auf die Wickelbesondersfein geregelte Anordnung abwechselnd ge- 60 schablone 14, und die Feder 35 drückt die Rollen zogen oder gedrückt werden. Die Vorrichtung ist 16 über die Wickelkrone 20 gegen die Schablone 15. mit einfachsten Maßnahmen für jede gewünschte Die Vorrichtung ist außerdem mit einer Drahtfüh-Drahtstärke sowie für alle gewünschten Spülen- rung 26 versehen, die den aufzuwickelnden Draht abmessungen anpaßbar. Sie arbeitet vollkommen zu- entsprechend der spiralförmigen Gestalt der einzelverlässig und störungsfrei. 65 nen Lagen radial nach innen und nach außen führt.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind Die Radialverschiebung der Drahtführung 26 erfolgt

in den Unteransprüchen beschrieben. über Spindeln 25, die über die Welle 8 unter

Zur näheren Erläuterung der Erfindung soll diese Zwischenschaltung eines stufenlosen Getriebes 6, 6'

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von dem Antriebsmotor 5 bewegt werden. Die Über- Andrücken der einzelnen Windungen gegeneinander tragungswelle 8 ist in einer mit der Konsole 4 fest- beim jetzigen Wickeln von außen nach innen überverbundenen Säule 7 gelagert, welche an ihrem obe- nehmen nun die unter Druckluft stehenden Rollen ren Ende das Gehäuse 24 trägt und gleichzeitig die 16'. Infolge der in der F i g. 2 dargestellten Schräg-Wickelkrone 20 am Drehen hindert. Zum Zwecke 5 stellung der Achsen werden die Rollen 16' in ihrer der Abnehmung und besseren Zugänglichkeit der Andrückwirkung durch die Rollen 16 unterstützt, einzelnen Teile der Wickelvorrichtung ist das Ge- welche beim Abrollen auf den Draht eine Kraft-, häuse 24 zusammen mit der Drahtführung 26 mittels komponente in radialer Richtung auf diesen auseines Scharniers hochklappbar. üben. Die Drahtfühmng 26 wird durch entsprechende

Mit der beschriebenen Vorrichtung ergibt sich fol- io Einstellung des stufenlosen Getriebes 6, 6' so bewegt,

gende Wirkungsweise: daß sie mit der jeweiligen Stellung der Rollen über-

Nachdem dem vorgesehenen Wicklungsinnen- und einstimmt und wird jeweils nach Erreichen ihrer -außendurchmesser entsprechende Scheiben 14 und Endlagen durch einstellbare Endkontakte 38, 39 um-15 aufgesetzt worden sind, wird der Karusselltisch gesteuert. Durch die Art des Antriebes der Rollen 11 so weit nach oben bewegt, daß die Oberkante der 15 16 und 16' ergibt sich noch folgende erwünschte Unterlage 12 sich um den Betrag eines Drahtdurch- Wirkung, die eine besondere Vorschub- oder Abmessers unterhalb der Oberkante der Scheibe 14 be- bremseinrichtung für den Draht überflüssig macht: findet. Sofern die erste Lage der Wicklung von innen Beim Wickeln von innen nach außen liegen die nach außen gewickelt werden soll, wird der Käfig 9 Rollen 16' auf den zuletzt gewickelten Windungen und damit die Scheibe 15 in ihrer Höhe so eingestellt, ao auf und haben einen Schlupf gegenüber diesen, weldaß die Rolle 16 um den Betrag eines Drahtdurch- eher versucht, den Draht in der erwünschten Weise messers niedriger steht als die Rolle 16'. Die Flächen abzubremsen. Da nämlich der Antrieb der Rollen der Scheiben 14 und 15, auf denen die Rollen 16,16' 16' an einer Stelle geringeren Durchmessers erfolgt aufliegen, sind zweckmäßigerweise mit einem Belag als an der Stelle, ah der der Draht einläuft, haben versehen, welcher ein schlupffreies Mitnehmen der 25 die Rollen an der Drahteinlaufstelle eine im Hinblick Rollen gewährleistet. Die mit Endkontakten ver- auf den bewegten Draht geringere Umfangsgeschwinsehenen Stellringe 18, 18' werden auf den Achsen digkeit als dieser. Umgekehrt werden die äußeren , so befestigt, daß die einander zugekehrten Stirnseiten Rollen 16 von einer Stelle größeren Durchmessers der Rollen in der Endlage um jeweils einen Draht- als der einlaufende Draht angetrieben und haben durchmesser über den Rand der zugehörigen Schei- 30 damit im Bereich des einlaufenden Drahtes eine ben 14, 15 hinausragen. Der Motor 5 wird nun ein- größere Umfangsgeschwindigkeit als dieser und ergeschaltet, und damit beginnt sich die Achse 3 und geben damit den gewünschten Drahtvorschub, welmit ihr der Karusselltisch 11 sowie der Wickeldorn eher gewährleistet, daß die einzelnen Windungen 10 und die Scheiben 14 und 15 zu drehen. Der zu beim Wickeln von außen nach innen dicht aneinwickelnde Draht wird dabei in den Raum, der durch 35 anderliegen. Die Berührungsstellen zwischen der die Unterlage 12, die Scheibe 14 sowie die'Rollen Scheibe 14 und den Rollen 16' bzw. der Scheibe 15 16, 16' begrenzt ist, hineingezogen. So wird in radi- und den Rollen 16 sind in jedem Falle so ausgebildet, aler Richtung Windung neben Windung gewickelt, daß zwischen den Scheiben und den Rollen kein wobei die Rollen 16 unter dem Einfluß eines Druck- Schlupf, dagegen aber Schlupf zwischen den Rollen mediums, beispielsweise Druckluft, auch radial am 40 und den Windungen auftritt. Nachdem die zweite Draht bleiben und dafür sorgen, daß die einzelnen Lage der Wicklung bis auf eine Windung gewickelt Drähte dicht aneinanderliegen. Die Rollen 16' sind ist, wird durch die Rolle 16' der Kontakt des Stellbei diesem Vorgang nicht vom Druck beaufschlagt, ringes 18' betätigt und dadurch die Antriebsmotore 2 liegen jedoch infolge der aus F i g. 2 ersichtlichen und 5 kurzzeitig in der Weise eingeschaltet, daß sich Schrägstellung der Achsen mit ihren Stirnflächen an 45 sowohl der Karusselltisch 11 als auch die Scheibe 15 denen der Rollen 16 an. Die Zuführung der Druck- um den Betrag eines Drahtdurchmessers absenken, luft zu den Rollen 16 erfolgt über die hohlen Achsen, so daß sämtliche Rollen in einer Höhe liegen. Gleichdie mit einem Ringkanal 19 in Verbindung stehen, zeitig erfolgt wieder die Umschaltung der Druckluftwährend die Rollen 16' über einen in der Nabe 27 zufuhr, indem der Druck von den inneren Rollen 16' vorgesehenen Ringkanal 19' mit Druckluft versorgt 50 genommen und wieder den äußeren Rollen 16 zuwerden. Sobald die erste Lage der Wicklung bis auf geführt wird. Nach dem Wickeln der letzten Windie letzte Windung gewickelt ist, erfolgt eine Kontakt- dung und bei Beginn der ersten Windung der dritten gäbe durch die Rolle 16, die nunmehr an dem Stell- Lage erhalten die Antriebsmotore 2 und 32 einen ring 18 anliegt. Die Kontaktgabe bewirkt, daß der nochmaligen Steuerimpuls, welcher bewirkt, daß der Motor 2 kurzzeitig eingeschaltet wird, und zwar in 55 Karusselltisch 11 und die Hülse 15 und mit ihr die der Weise, daß sich die Scheibe 15 und mit ihr die Rollen 16 um einen weiteren Drahtdurchmesser ab-Rolle 16 um den Betrag eines Drahtdurchmessers gesenkt werden. Nun wird der Draht wieder über anhebt, so daß. beide Rollen sich zunächst in der der ersten Lage von innen nach außen gewickelt, gleichen Höhe befinden. Gleichzeitig erfolgt auch ein und der gleiche Vorgang wiederholt sich in ständiger Umschalten der Druckluftversorgung, indem von den 60 Folge, gesteuert durch die Endkontakte 18 und 18', äußeren Rollen 16 der Druck genommen und dafür wobei im gleichen Rhythmus auch die Drahtfühmng den inneren Rollen 16' zugeführt wird. Nach dem 26, gesteuert durch Endkontakte 38, 39, hin- und Wickeln der letzten Windung erhält der Motor 2 herbewegt wird, bis die gesamte Wicklung fertig geeinen nochmaligen Steuerimpuls, der bewirkt, daß wickelt ist. Nach der Fertigstellung der Spule'wird sich der Käfig 9 und mit ihm die Scheibe 15 und die 65 die Scheibe 31 abgenommen, der Drucklagerring 30 Rolle 16 nochmals um den Betrag eines Drahtdurch- von der Achse 3 abgeschraubt und nach dem Hochmessers anheben. Die Rollen 16, 16' gelangen da- klappen des Gehäuses 24 die gesamte Wickelkrone durch in die in der Zeichnung dargestellte Lage. Das und danach die Wicklung 13 herausgenommen.

In F i g. 3 ist noch ein Schnitt entsprechend III-III dargestellt, aus dem die Lage der Drahtführung 26 im Verhältnis zu den Rollen 16, 16' hervorgeht. Außerdem ist eine Einrichtung schematisch dargestellt, die für einen gleichmäßigen Drahtnachschub sorgt. Der Antrieb erfolgt durch einen Motor 34 über eine Rolle 22, die den Draht gegen eine weitere Rolle 21 andrückt. Zwischen den Antriebsrollen und der Drahtführung 26 durchläuft der Draht eine öse 40, welche zwischen zwei Endkontakten beweglich

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ist. Sobald der Draht eine gewisse Straffung erreicht, berührt die öse 40 den Kontakt 23', welcher bewirkt, daß die Andrückrolle 22 in Drehung versetzt wird. Sobald der Draht eine genügend große Schlaufe, gebildet hat, berührt die öse 40 den Kontakt 23, welche das Abschalten der Andrückrolle 22 bewirkt.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Spulen sowohl ohne als auch mit Wickelzylinder gewickelt werden. Auch ist es denkbar, in den Spulen Kühlkanäle vorzusehen. .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

. wird, die in einer feststehenden, speichenradförmigen Patentansprüche: Wickelkrone auf annähernd radial verlaufenden Achsen drehbar gelagert sind.

1. Vorrichtung zur maschinellen Herstellung Zylinderwicklungen aus Runddraht für Transforvon Zylinderwicklungen, die aus fortlaufend 5 matoren und dergleichen elektrische Geräte sind bespiralförmig abwechselnd nach außen und nach kanntlich entweder aus Lagenspulen oder bei Verinnen gewickelten, aneinanderliegenden Win- wendung von Scheibenspulen aus Einzelspulen, dungsscheiben aufgebaut sind, für Transforma- Doppelspulen oder Abteilungsspulen aufgebaut. Bei

, toren und andere elektrische Geräte, bei der die derartigen Wicklungen müssen, wenn die Lagen-Wicklung auf einem motorisch angetriebenen, to bzw. Spulenspannungen gewisse Werte erreicht axial verschiebbaren Kärusselltisch zwischen mit- haben, zusätzliche Isolationen eingebracht werden, rotierenden Wickelschablonen unter Verwendung Diese Isolationen verschlechtern den Füllfaktor der einer in radialer Richtung hin- und hergehenden Wicklungen, z. B. bei Netztransformatoren, erheblich. Drahtführung gewickelt wird und bei der der Nachteilig ist auch bei den bekannten Wicklungen zuletzt gewickelte Draht in axialer Richtung 15 mit scheibenförmigem Aufbau, daß die Wicklung durch Rollen angedrückt wird, die in einer fest- nicht in einem Zuge durchgehend gewickelt werden stehenden speichenradförmigen Wickelkrone auf kann, sondern aus einzelnen Elementen zusammenannähernd radial verlaufenden Achsen drehbar' gesetzt ist, wobei die zusammengehörigen Anfänge gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, und Enden der Teilspulen nach deren Zusammenbau daß die Achsen aus paarweise an Nabe (27) und ao verlötet werden müssen.

Außenkranz (20) der Wickelkrone befestigten Man kann kleiner, leichter und billiger bauen, hohlen Achszapfen (17, 17') bestehen, daß jeder wenn man die ideale Zylinderwicklung anwendet, Achszapfen (17, 17') eine topfförmige, auf dem die aus fortlaufend abwechselnd nach außen und Achszapfen (17, 17') verschiebbare angetriebene nach innen gewickelten, direkt aneinanderliegenden Rolle (16,16') trägt, wobei die Umfangsgeschwin- as Spiralen besteht. Bei einer solchen Wicklung treten digkeiten der Rollen eines Paares verschieden zwischen benachbarten Drähten die geringsten Spansind, und daß die vom Außenkranz (20) der nungen auf. Auf eine zusätzliche Isolation außer der Wickelkrone getragenen Rollen (16) in Abhängig- Drahtisolation kann dabei verzichtet werden bzw. keit von der Bewegungsrichtung der Drahtfüh- kann diese auf ein Minimum reduziert werden,
rung (26) in axialer Richtung derart verstellbar 30 Es ist bereits ein Wickelverfahren der sogenannten, sind, daß eine Rolle (16 bzw. 16') eines jeden »gestürzten Wicklung« bekannt. Eine solche Wick-Rollenpaares (16, 16') unter der Wirkung eines lung kann jedoch nur von Hand bei Verwendung durch den hohlen Achszapfen zugeführten Druck- von Profildrähten und unter relativ großem Zeitmediüms mit ihrer Stirnseite in radialer Richtung aufwand hergestellt werden. Um auch ,solche Wickgegenden zuletzt gewickelten Draht drückt. 35 hingen aus Runddraht mit gegebenenfalls hohen

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Windungszahlen maschinell herzustellen, ist bereits kennzeichnet, daß die Rollen (16, 16') unter der ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei der Wirkung von Federn (35, 36) auf den Wickel- der Leiterdraht beim Wickeln von Lagen mit größer schablonen (14, 15) aufliegen und von diesen in werdendem Windungsdurchmesser unter Zugspan-Drehung versetzt werden. 40 nung steht, während er beim Wickeln von Lagen mit

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- kleiner werdendem Windungsdurchmesser unter kennzeichnet, daß die äußere Wickelschablone Druckspannung zugeführt wird, wobei die äußere (15) in axialer Richtung verstellbar ist. Führung vorzugsweise mittels Rollen oder axial ver-

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da- schiebbaren Ringen erfolgt.

durch gekennzeichnet, daß die Achszapfen (17, 45 Bei dieser Vorrichtung wird also durch einen

17') senkrecht zur Wicklungsachse angeordnet Kranz von an radial ausgerichteten Achsen angeord-

sind und stumpfe Winkel miteinander bilden, neten Rollen die gerade gewickelte Spulenoberfläche

deren Scheitel in die Bewegungsrichtung des in axialer Richtung gedrückt, wobei die äußere

Drahtes weisen. radiale Ausrichtung entweder durch einen mitlaufen-

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden 50 den Ring oder durch am Umfang angeordnete in Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den radialer Richtung nach innen auf mehrere bereits Achszapfen (17, 17') einstellbare Anschläge (18, gewickelte Lagen drückende Rollen bewirkt wird.
18') für die Rollen (17,17') angeordnet sind. Bei diesem Verfahren und dieser Vorrichtung wird

der Leiter bei der Bewicklung der Spule von außen

. ; 55 nach innen unter Drückspannung zugeführt, was ein

besonderer Motor bewerkstelligen soll. Einen unter

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur ma- Umständen sehr dünnen Draht unter Druckspannung schinellen Herstellung von Zylinderwicklungen, die einer Wicklung zuzuführen, ist ein sehr schwieriges aus fortlaufend spiralförmig abwechselnd nach außen Unterfangen, das ohne Auskhicken des Leiters nur und nach innen gewickelten, aneinanderliegenden 60 mit ganz exakter Druckdosierung möglich ist und Windungsscheiben aufgebaut sind, für Transforma- hierzu einen großen Aufwand an Steuer- und Regeltoren und andere elektrische Geräte, bei der die einrichtungen erfordert.

Wicklung auf einem motorisch angetriebenen, axial Dieser Aufwand und diese Schwierigkeiten werden verschiebbaren Kärusselltisch zwischen mitrotieren- vermieden bei einer schon vorgeschlagenen Vorrichden Wickelschablonen unter Verwendung einer in 65 tung zur maschinellen Herstellung von Zylinderradialer Richtung hin- und hergehenden DrahtfUh- wicklungen, die aus fortlaufend spiralförmig abwechrung gewickelt wird und bei der der zuletzt gewickelte selnd nach außen und nach innen gewickelten, anDraht in axialer Richtung durch Rollen angedrückt einanderliegenden Windungsscheiben aufgebaut sind,