DE1613109A1 - Verfahren und Einrichtung zum Wickeln von Spulen in Induktionseinrichtungen - Google Patents

Description

. Unsere Akte: 1880

Anmelder: General Electric Company, Schenectady, New York, USA

Verfahren und Einrichtung zum Wickeln von Spulen in Induktionseinrichtungen -

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wickeln elektrischer Spulen in Induktionseinrichtungen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrenes, insbesondere zum Wickeln einer Anzahl von Leiterwindungen in elektrische Spulen, die von Magnetkernen getragen werden, während der Herstellung derartiger Einrichtungen wie Stator- und Botorkernen dynamoelektrischer Maschinen.

Während der Herstellung und der Montage von elektrischen Induktionseinrichtungen müssen im allgemeinen eine oder mehrere Spulen aus einer Anzahl einzelner,, in Serie geschalteter Leiterwindungen mit einem Isolierüberzug gewickelt und diese isolierten Windungen in Spulen aufnehmenden Nuten von Magnetkernen zurückgedrückt werden, die normalerweise bei derartigen Einrichtungen verwendet werden. Beispielsweise bei der Herstellung von Statoren mit mindestens zwei getrennten Wicklungen für dynamoelektrische Maschinen ist es üblich, die Spulenseitenteile einer Wicklung in den Nuten eines Statorkerns während eines ersten Wicklungsvorgangs zu verteilen« Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Wicklungsvorgangs ist bereits bekannt (US-Patent 2 836 204). Danach werden zumindest die Endwindungsteile, die aus den Endflächen des Kerns der einen Wicklung, vorspringen, von der rofcoraufnehmenden Bohrung des Stators weg durch sogenanntes "Hineindrücken" .'("inbetween preaa.")-" ·'· .-. 009882/0531 ;

weggedrückt, was aber nicht am Arbeitsplatz für das Wickeln stattfindet* Bis jetzt wird das Hineinpressen durch mechanische Einrichtungen vorgenommen, die eine körperliche Berührung der Außenflächen dar Spulenteile herstellen, um an diesen Außenflächen unter Druck anzugreifen, so daß mindestens die Spulenendwindungen von der Bohrung weg zurückgedrückt werden, wonach die zweite Wicklung während eines zweiten Wicklungsvorgangs angeordnet v/erden

kann. Diese Einrichtungen werden normalerweise von angelerntem Personal "bedient.

Infolge neuerer Entwicklungen wird dieses Hineinpressen in zunehmendem Maße bei der Herstellung von Statoren elektrisch und nicht durch mechanische Druckeinwirkung wie bisher vorgenommen. Bei manchen Anwendungen werden starke elektrische Impulse oder Stromstöße direkt in die Spulen oder in elektrische leiter abgegeben, die induktiv mit den Spulen gekoppelt sind·

Es ist daher wünschenswert, daß ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spulenwickeln, das elektrisch vorgenommen wird, wirtschaftlich ist und im wesentlichen in den bereits vorhandenen Wickelmaschinen am gleichen Arbeitsplatz vorgenommen werden kann. Es ist ferner wünschenswert, daß dies ohne größeren Umbau der Wickelmaschinen erreicht wird. Außerdem sollte dies so vorgenommen werden, daß die Gefahi· eines elektrischen Schlages für da3 Bedienungspersonal der Wickelmaschinen sehr klein ist, um nicht durch Überschläge versehentlich gefährdet zu werden, wenn die Stromstöße einer defekten Wicklung zugeführt werden, Ferner iat es besonders wünschenswert, daß das Spulenwickeln so schnell wie möglich durchgeführt wixd, ohne daß mehr ala ein Bediener notwendig ist. -

Durch die Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung · zum Wickeln elektrischer Spulen auf Magnetkerne angegeben. Der IOmi wird zunächst zu einem Windungsverteilimgaplatz gebracht,

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wo die Windungen in den Nuten des Kerns angeordnet werden. Danach wird der Kern von dem Platz über einen KerntranspOrtplatz zu einem Spulenanordnungsplatz transportiert, der sieh in der Nähe des Kerntransportplatzes befindet, wo die gewünschte Anordnung elektrisch vorgenommen wird. An.diesem Arbeitsplatz werden die Spulen und der Kern elektrisch mit einer Stromstoßquelle zur Erzeugung eines oder mehrerer Stromimpulse in den Spulen verkettet. Dadurch werden seinerseits elektromagnetische Kräfte erzeugt» die auf die Spulen einwirken, um diese in gewünschter Weise relativ zum Kern anzuordnen. Durch die Erfindung wird ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung angegeben, Beispiels- j weise ist eine Kerntranöporteinrichtung schwenkbar gelagert, um einen Kernhalter- zwischen dem Windungsverteilungs- und,dem Kerntransportplatii zu verschwenken, wobei die Transporteinrichtung ferner eine Schalteinrichtung zum intermittierenden Drehen und Anordnen des Kerns am Windungsverteilungsplatz zur richtigen Anordnung der Windungen auf dem Kern nacheinander hat. Zum Transport des Kerns vom Kerntransportplatz zum Spulenanordnungsplatz hat letzterer -'Platz einen Kernträger, der zwischen einer ausgefahrenen Lage, in der er mit dem Halter der Transporteinrichtung zur Aufnahme des Kerns mit den Spulen im Eingriff ist, und einer eingefahrenen Lage in einem Gehäuse an dem Spulenahordnüngsplatζ verschiebbar ist, wo er den Kern mit den Spulen trägt, wenn die Spulen relativ zum Kern angeordnet werden. .

° Werniider Halter, der den Kern mit den Spülen trägt, sich in O₅ der eingefahrenen Lage befindet, verkettet ein elektrisches Koppel-C^ glied den Kern und die Spulen mit einer Stromstoßquelle zur Srcn Zeugung eines oder mehrerer Stromstöße in den Spulen, um die ge~

-*· wünschte Spulenanordnung relativ zum Kern vorzunehmen. Dieser Vorgang wird...zweckaäßigerweise weiter durchgeführt, während ein anderer

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Kern am Windungsverteilungsplatz zur Aufnahme von Windungen- bereitgestellt wird» Daher können die Spulen gleichzeitig auf mehrere Kerne durch die -gleiche Vorrichtung gewickelt werden, wozu aber, nur ein einziger Bediener für das gesamte Wickeln der Spulen auf die verschiedenen Kerne notwendig ist.

Das Spulenwickeln gemäß der Erfindung ist daher leistungsfähig, wirtschaftlich und schnell, wobei bereits vorhandene Wickeleinrichtungen zur Verteilung der Windungen in den Nuten verwendet werden können, ohne daß die Einrichtungen vollständig neu konstruiert werden müssen* Obwohl das Spulenwickeln teilweise elektrisch vorgenommen und die Wickeleinrichtung teilweise elektrisch betrieben wird, ist der Bediener vor elektrischen Schlägen geschützt.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung, das zum Spulenwickeln in Induktionseinrichtungen verwendet werden kann, wobei die verschiedenen Plätze und Bauteile zum Wickeln von beispielsweise Statoren abgebildet sind;

fig. 2 ,eine Seitenansicht? der Vorrichtung von Fig. 1, woraus die Anordnung von Y/lndungen auf dem Kern am Windungsverteilungsplatz ersichtlich ist, während gleichzeitig das Zurückdrücken der Spulen in die gewünschte Lage an Spulenanordnungsplatz durchgeführt wird;

ο Figv 3 eine -^ndansicht« teilweise mit entfernten Teilen,

eines Teils der Vorrichtung von Fig* 1, aus denen mehr Sin-J^ zelheiten des Spulenanordnungsplatzes ersichtlich sind, wobei

σ der Kernträger sich in der ausgefahrenen Lage zur Aufnahme des cn ·

*** Kerns mit den Spulen von dem Kerntransporthalter am Kerntransportplats befindet;

Fig. 4 ähnlich. Pig* 3 den Träger in der eingefahrenen Lage

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am Spulenanordnungsplatz, wobei die Spulen und der Kern an dieaem

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rn an die

Plait ζ- genaltert werden und elektrisch mit einer Stromstoiliquelle gekoppelt sind, die s chemat is eh abgebildet ist, um einen Stromstoß in die Spulen abzugeben, so daß elektromagnetische Kräfte erzeugt werden,, deren Einwirkung auf die Spulen^die gewünschte Spulenanordnung bewirkt; \ ^:

Fig. 5 in einer Ansicht entlang der Linie 5-5 von-Pig. 4 die Lage der Spulen, nachdem sie relativ zum lern zurückgedrückt worden sind} . . \

Fig. 6 eine Ansicht, teilweise mit entfernten Teilen, eines anderen Ausführungsbeispiels eines elektrischen Koppelglieds, das zur Erzeugung eines Stromstoßes in den Spulen und zur gewünschten ( Spulenanordnung verwendet werden kann; ■ <

Fig. 7 eine Endansicht,.teilweise schematisch, eines Statorkerns, der eine Erregerwicklung itnd eine elektrische Induktionseinrichtung mit einer Erimärwicklung trägt, die induktiv mit den Spulen der Erregerwicklung gekoppelt ist, wobei ersichtlich ist, daß die Statorspulen einen geschlossenen Stromkreis bilden und die Primärwicklung an eine geeignete.Stromstoßquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung angeschlossen ist, bei diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Torrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung; ' ■

Fig* 8 eine vergrößerte leilansicht einer spulenaufnehmenaen ° Hut für den Stator von Fig* I₁ woraus die Terteilung der Leiter-OC wicklungen darin und die Iiitisolierung vor der Doxchführung des ίο Yerfahrena gemäß der Erfindung ersichtlich sind; ■

ο Fig_e 9 in schematischer Schnittanöicht, wie ein Atia-fübrungs- ^s Beispiel des. Verfahr sas· gemäß der Erf iiidurig an einer Spulengruppe . des Stators ύοά FigV 7 durchgeführt wird, um das Zurüokdrileken d&r ' Sei tönteile νχιά SntlWindungsteile imd die Vera ahle bung der Sud»

windungsteile in die gewünschte Endlage relativ zum Kern zu~ erläutern;

, Fig. 10 . in sehematischer Schnittansicht ähnlich Jig* 8 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung und des ersten Verfahrensschritts zur Ausbildung asymmetrischer Spulenendwindungsteile, wobei die Teile an den entsprechenden Seiten des Kerns an verschiedenen Stellen angeordnet und verschieden stark zusammengedrückt sind; und

Fig. 11 in einer Ansicht ähnlich Fig. 10, schematisch, wie die gewünschten asymmetrischen lagen der Endwindungsteile an beiden Seiten des Kerns gehalten werden.

Ss sollen zunächst genauer die Fig. 1-5 betrachtet werden. In ihnen ist ein Ausführungsbei3piel einer Vorrichtung 10 zum Wickeln von elektrischen Spulen in Induktionseinrichtungen sowie das dafür vorgesehene Verfahren abgebildet, wobei Verfahren und

Vorrichtung anhand des Wickeins von Haupterregerwicklungen 11 erläutert werden, die von den Nuten 12 von Statorkernen 13 dynamoelektrischer Haschinen getragen werden, die für die Verwendung in kleinen .Elektromotoren (nicht abgebildet) mit weniger als 1 PS Leistungsaufnahme vorgesehen sind.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel wird der Kern 13, der geeignet isolierte Hüten hat, auf das freie Ende 14 einas rohrförmigen Halters 16 airier Transporteinrichtung 17 an. einem Kerntransportplatz A geschoben* Der. Halter hat längliche Rippen 1Oa₃, die in ausgewählte n 3 in fersten, im den Kern auf dem Halter au siehern» An der

ao Oberseite eines horizontalen lisohes 18 ist ein vertikaler Bügel

^iN> 19 aib aixier Srar/snkan-te 21 montiert, die in komplementärem Ein_m grL£f ill I dfeä Kai ear 16 ist, dar aar Halter ung das Halters in der

-~a gsv/tiiijclifesii Lage am Plafcs i dienfe. Sie Iraajportelarichtung 17 istaöiiwsiijscar gelagert * und swar-duroli sine läagliohe Lagereinheit

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eine Buchse 23 und eine Stange 24* um den Halter 16 zwischen dem Kerntransportplatz A und einem Windungsverteilungspiatz B zu verschwenken _r wo die Windungen in die Nuten des Kern 13 verteilt werden. Die Stange 24 ist an einem Ende mit einem vergrößerten Abschnitt eines Transportarms 26 zwischen dem Halter 16 und einem geeignet gegengewichtsbelasteten Ende 27 verbunden _t das das von dem Halter und dem Kern im Bezug auf die Schwenkachse ausgeübte Drehmoment ausgleich.ti Die Stange .24 verläuft -durch die Buchse 23, die selbst drehbar in der länglichen Lagereinheit 22 gelagert ist, die auf dem Tisch 18 in der Nähe des Arms 26 montiert ist* Die Transporteinrichtung 17 kann in irgendeiner sweckniäöi^en U'eise zwischen dem Plats A und dem Platz B bewegt werden* z»B, durch einen Zahnstangenantrieb 28 (Fig. 1). Die Salmstange gleitet in "einer Führung 29 und wird geeignet senkrecht zur Achse der Stange 24 durch Druckluft in einem Zylinder 51 verschoben.

Ss soll nun der Windungsverteilungsplatz besehrieben werden. Irgendeine geeignete Einrichtung kann verwendet werden, um die Windungen in den Nuten des Kerns am Platz B zu verteilen. Beim abgebildeten Ausführunj-sbe!spiel wird zuerst Draht in einer vorgeschriebenen Anzahl von Windungen gewickelt und danach in die Nuten des Kerns durch einen bekannten Drahtwiekel- und Windungseinsetzmechanismus ("beschrieben z.B. in der TTS-Patentsohrift 2 836 204) - eingesetzt. Sin Schlitten 32 ist auf einer Führung 33 montiert, die um eine stationäre Spulenförm 34 rotiert die durch einen unter

dem Tisch 18 montierten Hotor angetrieben wird* Leitspindeln 36 ^ (Fig. 2) drehen die Führung 33 und verschieben damit den Schlitten ο entlang der Führung, Ton einer Rolle (nicht abgebildet) abge-

^ω wickelter lackierter Draht wird um die Spulenform gewiekelt, um die gewünschte Anzahl von Windungen in Sätzen 37 (Fig. 1) zu erzeugen, die der Ansah! der Spulen pro Pol entsprechen» Im Aus-

führungsbeispiel haben die Statoren ferromagneticehe lameliierte Kerne mit 36 Nuten, die vier polare Spulengruppen von drei konzentrisch angeordneten Spulen aufnehmen können, die vier, sechs bzw. acht Zähne umspannen. Entsprechend werden drei Sätze von Windungen mit verschiedenem Durchmesser auf die Form 34 gewickelt.

Wenn der Draht in die Sätze mit der gewünschten Anzahl von Windungen gewickelt worden ist, werden die Windungen von der Form durch Trennplatten (nicht abgebildet) entfernt, die zwischen Schiebeflügeln laufen und die Sätze von Windungen 37 in Öffnungen in einem Eihsetzkopf 38 anordnen, der rechtwinkelig zur Achse der Form 34 verläuft, um die Windungen in ausgewählte Nuten des Kerns 13 einzusetzen, wenn der Kern durch zwei stationäre Halbringe 41 festgehalten wird. (Ein "Vorsprung 16b am Halter 16 wird verwendet, um den Kern 13 richtig auf der Transporteinrichtung anzuordnen, so daß er automatisch in den Ringen 41 angeordnet wird, wenn die Transporteinrichtung vom Platz A zum Platz B verschwenkt wird.) lin Getriebemotor JMuTverschiebt zeitlich programmiert den Kopf 38, der die Satze der Windungen trägt, in die Bohrung des Kerns» Schubschuhe (nicht abgebildet) drücken die Windungen aus den Öffnungen im Kopf 38 und setzen sie in die Keranuten ein.

Nachdem ein Windungssatz von der Form 34 abgenommen worden ist, wird Draht auf der Form in entgegengesetzter Richtung gewickelt lim einen anderen Windungssatz zu bilden, der entgegenge-

o setzt zum ersten Windungesatz gewiekelt ist. Ein.zweiter Motor, der

ts> schlitten 32 in umgekehrter Richtung verbunden ist, kann zu diesem

in der Hähe des ersten Motors angeordnet und mit dem Antriebs-

ο Zweck verwendet werden* Auf diese Weise können benachbarte Polen

^f gruppen von Spulen hergestellt werden, die eine abwechselnde Polarität aufweisen, ohne daß der Draht zwischen den Gruppen ab-

■v - -

geschnitten -werden muß. Dieses Wickeln findet statt, bis alle

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vier Spulengruppen auf dem Kern angeordnet worden'sind, ·

Der Hälter 16 ist an einem Ende .am Arm 26über eine übliche Schalteinrichtung 42 "befestigt, die intermittierend in Abhängig- . keit γόη einem Druekluftzylinder 43 arbeitet, um den Kern und den Halter 16 um 180° elektrisch nach jeder Anordnung eines Windungssatzes- 57 we it er zus ehalt en. Das wird in folgender Weis'e erreicht j Das yon der Transporteinrichtung 17 entfernte Ende der Stange 24 ist durch eine Stange 44 mit einer Stange 46 verbunden, die ihrerseits mit dem EinsetzkOpf 38 zu dessen Bewegung verbunden ist. 'Wenn der Kopf 38, der die einzusetzenden Windungssätze trägt, zur BQrjhung des Kerns transportiert wird, wird gleichzeitig die

Transporteinrichtung 17 mit dem Halter- 16 und der Schalteinrichtung 42 in der gleichen Richtung durch die Stange 44 und die Stange 28 bewegt, äie in der Buchse 23 gleitet. Eine Rolle 47» die starr mit der Transporteinrichtung; 17 in 'der Mähe der Schalteinrichtung 42 und einer auf dem Tisch 18 montierten Schiene 48 verbunden ist, trägt die Transporteinrichtung während dieser Bewegung,

Wenn der Halter 16 die Bohrung des Kerns verläßt und die Transporteinrichtung die in Mg, 1 gestrichelt abgebildete läge ein- ' nimmt ι tritt der Einsetzköpf 38 in die Bohrung ein und setzt die Windungen 37 In .die ausgewählten Hüten des Kerns ein_t Danach werden der Einsetzkopf und die Transporteinrichtung in die in Volllinie abgebildete lage von Kg, 1 eingefahren, wobei der Halter . 16 wieder von der Bohrung des Kerna -aufgenommen wird. Gleichzeitig ο wird, während der nächste Windungsaatζ gewickelt und ohne daß der ⁰^ Draht zwischen den Windungssätaen abgeschnitten wird, das heißt t^ ohne eine Zwiaehenpolverbindung im Draht_$ die Schalteinrichtung 42

m durch den Zylinder 43 betätigt» Die Sohalteinriehtung dreht den

Halter 16. und den Kern 13 mit einem Windmgagata um den gewünschten β-Ι,,^,Β, um 18ö° elektrisch,, ao daß ausgewihlta. luten richtig

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angeordnet sind, um den nächsten Windungssatz vom Einsetakopf aufzunehmen, Dieser Vorgang wird wiederholt, bis alle Windungssätze angeordnet" worden sind, im abgebildeten Ausführungsbeispiel 4, die um 90° geometrisch von einander getrennt sind.

Sobald die richtige Anzahl von Sätzen von Spulen 37a auf dem • Kern 13 angeordnet worden ist, wird die Zahnstange in Fig. 1 nach links verschoben, z.B. durch einen üblichen Zeitgeber (nicht abge-r bildet), der den Betrieb des Zylinders 31 steuert, so daß die Stange 24 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Dadurch wird seinerseits die Transporteinrichtung 17 gedreht, bis der Halter 16, der den Kern 13 mit den Spulen trägt, zum Kerntransportplatz A zurückbewegt worden ist, wobei der Halter 16 auf der Kurvenkante 21 des vertikalen Bügels 19 aufliegt.

Wie am besten aus H¹Ig. 3 ersichtlich ist, wird dann der Kern 13 mit den Spulen 37a zu einem Spulenanordnungsplatz C transportiert, der sich auf dem Tisch 18 in der Nähe des Kerntransportplatzes A befindet* Am Platz C werden der Kern und die Spulen in einem Schutzgehäuse 51 angeordnet und elektrisch mit einer geeigneten Impulsschaltung oder Stromstoßquellen 52 verkettet, die in einem Gehäuse unterhalb des Tisches 18 oder in einem getrennten Gehäuse sich befindet, um einen oder mehrere Stromstöße an die Spulen abzugeben. Die Stromstöße erzeugeil elektromagnetische Kräfte, die auf die Spulenwindungen einwirken und die gewünschte Anordnung der Windungen relativ zum Kern bewirken.

ο Zum Transport des Kerns 13 mit den Spulen 37a vom Halter

^ SM Platz A sum Platz C wird ein Träger 53 verwendet, der so gefsj halterb ist, daß er sich linear rechtwinkelig zur Transport—

_OT einrichtung 17 zwischen einer ausgefahrenen lage in Eingriff mit -* dem Halter 16 am Platz A und einer eingefahrenen lage innerhalb da.8 Gehäuses 51 bewegt, Die Achse des Trägers fluchtet lait der -.JJS \* ··'■■* si'

Achse des Halters 16, wenn der Halter vom Bügel 19 am Kerntransportplatz gestützt wird. Im Ausführungsbeispiel· hat der fräger einen JCernhalter mit einer Aufienkern-IsOlierhulse 54, die aus einem geeignet gehärteten Isolierstoff wie Preßfaserplatten oaer Textolite (eingetragenes Warenzeichen der General Electric Company) "besteht. Der Außenrand der Hülse ergänzt den Verlauf der Bohrung des Kerns 15» wobei die Hülse einen starren Korper 55 umgibt, der an einer zentralen Welle 56 befestigt ist, die sich durch den ganzen Körper erstreckt. Der Halter ist an seinen zur. Platz A entfernten Ende mit einem vergrößerten Ende 57 einer Antriebsstange 58 durch eine Halterungsplatte 59 aus Isolierstoff verbunden.

Vielter verlaufen mehrere Bolzen 61 vollständig durch den llörpur 55 und in einen metallischen Gewindesockel 62 der Platte 59. Perner ist eine Schraube 63 nit einem Kopf, der in der Platte 59 vom Hohlraum 54 aufgenommen ist, in sin Ende der Welle einge-

schraubt. Das ^näe 57 pai3t in den Hohlraum 64 und ist durch' Schrauben to mit der Platte 59 verbunden« Durch diese Konstruktion wird der,Körper 55 über die Isolierplatte 59 fest an der Stange gesichert, so daß sie sich zusammen als einstückige Einheit bewegen keimen, ohne daß eine Relativbewegung dazwischen auftritt» Ferner isoliert die Platte 59 den.Körper 55 von der metallischen Stange 53, damit keine elektrischen Streuladungen zur Stange 58 übertragen werden« '

_o . Om- den -Träger für eine lineare Bewegung zwischen der ausge-

tofahrenen und der eingefahrenen Lage au halten, trägt eine Wand

co , . ■■ - · "_■■■ -■"'." '■ · .

des Gehäuses 51 im Abstand TOEüPlatz A ein Gleitlager 6B-zur gleichenden Lagerung der Stange 58 an der einen Stelle und eine vertikale

cn ' ■ · ■■■"-. ■ ■

u>Lager- und Standereinheit68,die auf dem Tisch 18 befestigt ist*

stützt gleitend die Stange"an einer zweiten, von der Wand 67 ge-" . trennten Stelle«- Führungsstifte 69 in der ¥and 67 arbei-feen mit-"'geeigneten Löchern in der ."- BAD ORIGINAL

Platte 59 zusammen, tun die Führung des Trägers in die eingefahrene lage von Fig. 4 zu unterstützen. Der Träger ist zur eingefahrenen Lage von Fig. 4- durch eine Schraubenfeder 72 vorgespannt, die ' zwischen dem Ständer 68 und einem Gestänge 71 angeordnet ist, das sich vom Tisch 18 zur Stange 58 erstreckt. Irgendeine zweckmäßige Betätigungseinrichtung kann zum Verschieben des Trägers . verwendet werden, z.B. ein Handgriff 75 _f ßer _an der Stange 53 in der Nähe des Gestänges 71 befestigt und mamiell betätigbar ist.

Um den Transport des Kerns 13 vom Halter 16 zum Träger 53 zu erleichtern, die Spulenwindungen in den Nuten des Kerns besser zu halten und einen Austausch der Hülse 54 zu erlauben, falls es nötig sein sollte, ist ein Enddeckel 74 (Fig. 3) lösbar durch eine Schraube 75 an der Welle 56 an dem gegenüber dem Halter 16 liegenden iOnde befestigt, Dieser Deckel, der vorzugsweise aus Isolierstoff besteht, hat eine ringförmige Aussparung an seiner Vorderkante, die in das freie Ende des Halters 16 paßt. Entsprechend kann, wenn der Deckel des Gehäuses 51 gelöst oder verschwenkt worden ist, um Zutritt zum Platz C zu gewähren, der Triiger 53 in eingepaßten Lingriff mit dem freien Ende des Halters 16 gebracht und der Kern mit den Spulen auf die Hülse 54 durch den Maschinenbediener geschoben werden« Bin halbkreisförmiges Isolierstück 76, das an der Hülse in der liähe der Platte 59 befestigt ist, kann die Spule und die Windungen zur Begrenzung der axialen Bewegung des Kerns mit den Spulen auf dem Träger berühren,

'flenn der Träger 53 in die eingefahrene Lage von Fig« 4 zurückbewegt worden ist, wird der Kern winkelmäßig relativ zum Träger ausgerichtet, z.B· durch einen winkelmäßig verstellbaren Ständer 77 im Gehäuse 51. Der Ständer hat eine, ebene Plattform zum Angriff an der Außenfläche des Kerns 13 mit den Spulen, um dessen Drehung gegen den Träger 53 zu verhindern. Sobald der Träger die eingefahrene

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Lage -von Fig* 4 eingenommen hat* werden der Kern und die Spulen elektrisch an die Anschlüsse der Stromstoßqueilö 52 gekoppelt sowie der Deckel des Gehäuses 51 geschossen und eingeklinkt* (vgl. 79 in Figs 5).

Obwohl irgendeine geeignete Einrichtung verwendet werden kann> um den Stromstoß in den Spulen 37ä zu -erzeugen, so daß -die gewünschte Anordnung der Spülen relativ zum Kern erreicht wird ^ ist in den Figi 3* 4 und 5 eine induktiv koppelnde Halterung mit einer Primärwicklung 81 an dem Halter für den !Präger 53 und eine Impulsschaltung 52 abgebildeti Hie Wicklung 81 wird von dem lameliierten Körper 54 getragen und erzeugt Magnetpole $ die den Polen des Kerna " 13 § hergestellt durch die Spulen 37a, ähnlich sind» Anschlußleitungen 82 und 83 der Wicklung 81 sind parallel zu Anschlüssen 84 und 85 der Impulsschaltung 52 geschaltet* Die Enden 86 und 8? der Spulen 37a sind in geeigneten elektrischen Anschlußstücken 88 und 89 eingespannt> die mindestens eine bewegliche, gezahnte Backe zum Durchschneiden des Lacküberzugs des Drahts haben* um einen guten elektrischen Kontakt mit dem Draht herzustellen. Die Anschlußstücke sind ihrerseits mit den Anschlüssen 84 und 91 über leitungen 92 und 93 verbunden* " V

Um die gewünschte Spulenanordnung durch zufuhr eh,- \ri.rd ein Schalter 94 geschlossen* Speicherkondensatoren werden auf einen ersten Spannungspegel aufgeladen* der durch einen Regler 95 geregelt wird» und anschließend in die Wicklung" 81 entladen, wenn die

§ Schaltung einen geschlossenen Stromkreis durch die Spulen 37a

cd' - ■ ' ' "■■-■--.

oo bildet»- Der durch die Wicklung 81 fließende Stromstoß induziert

" * ** einen Strom in den Spulen .37a und damit ein transientes Magnete

in feld* Der Strom und das sich ändernde Magnetfeld erzeugen elektro-

~* magnetische Kräfte^ die auf die Spulön einwirken» sowohl in den

Hüten als-^:a^Lc33;v^n den EndwindungeW^ "um diese

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Danach liefert die Impulsschaltung nacheinander einen zweiten. Stromstoß zu dön Spulen 57a» der durch einen liegler-96 geregelt wird, während gleichzeitig die Wicklung 81 kurzgeschlossen wirdj um eine Wechselwirkung der Spulen und der Wicklung zu bewirken» so daß die gewünschte Lage der Spulen relativ zum Kern (Figo 5) eingenommen wird, Während dieses Torgangs wird eine relative Drehung zwischen dem Körper 54 des Trägers 53 und dem Kern durch den Ständer 77 in der bereits für den starr gehalterten Körper 55 beschriebenen Weise verhindert»

Wegen des automatischen Ablaufs kann das gewünschte Zurückdrücken (einschließlich der Verbindung der Spulenenden 86 und 37 mit den Anschlußstücken 88 und 89) in etwa 25 see erreicht werden, was kleiner als diejenige Zeit ist, die zum Verteilen der Windungen in den Kernnuten am Platz B in vielen Fällen notwendig ist , insbesondere wenn vier oder mehr Spulensätze eingebaut werden« IJs ist daher für den Bediener wünschenswert, einen Kern 13a (5¹Ig. 4) auf den Halter 16 der Transporteinrichtung am Kerntransportplatz A zu setzen und den Transport des Kerns zum Platz 3 zum Spulenverteilen auszulösen^ indem ein Schalterknopf 97 gedrückt wird, bevor die notwendigen Verbindungen der Spulen 37a am Platz G hergestellt worden sind» Durch den Schaiterknopf 97 wird eine übliche Schaltung (nicht abgebildet) zur Betätigung der Transporteinrichtung 17 bewegt, um den Kern zum Plats B zu transportieren und den Wicklungsund Windings e ins etzmechanismus in der bereits beschrieb hen Weise zu betätigen,

es . .

ο Falls eine elektrische Störung in den Spulen auftreten to

^ sollte j die in- der gewünschten Lage am Platz C>angeordnet werden,

K) ..-"■■

·< könnte der Stromstoß zu Überschlägen und damit zu einer plÖtzl-loheS!

<tf Expansion der Luft im Gehäuse 51 führen. Daher sollte das Gehäuse

"^hinreichend durchlöchert sein, um diese schnelle Bxpanäton de-r Luft

und damit e.^n^Au^txeJen von Luft aus dem Gehäuse zu erlauben· Wenn *"*■'·■-"'*--'^ASf ORIQINALiNSPECTED

jedoch -wirklich, eine Störung in den Spulen auftreten sollte, wird der Haschinenbediener durch das Gehäuse 51 wirksam vor elektrischen Schlägen geschützt.

Hachdeu die Spulenanordnung am Plati: C durchgeführt, worden iat, wird-der Deckel des Gehäuses 51 entriegelt und geöffnet. Der Kern mit den Spulen wird dann vom Träger 53 einfach durch Schieben des Kerns mit den Spulen vom Ende des Trägers in Richtun:- des Platzes A entfernt. Dadurch wird der Platz C für die AuiKa:-2e des nächsten Kerns 13a mit Spulen vorbereitet»

in ?ijc 6 ist ein Ausführungsbeispiel abgebildet, bei dem die Spuler. 37a in anderer Weise mit einer StroKstoßquelle 52a zur Urzeugung mindestens eines Stromstoßes in den Spulen elektrisch gekoppelt sind, um ihre Anordnung relativ zum Kern zu bewirken. Zu der'Vorrichtung in den Fi&.. 5-5 ähnliche Teile haben dabei _f;leichii BezugsseicLen« Der Träger- 55a ist im wesentlichen der oben "beschriebene" nit der Ausnahme _t daß der Körper 55a-ein. Vollzylinder aus einem unmagnetisclien oder nicht aus £ise"n bestehenden elektrischen Leiter ist. Ein Enddeckel"74 ist direkt an einem Hnde des Cylinders wie die Platte 59 ara anderen Bnde befestigt, -ußerdeip, si d Spulen mit -der .Stromstoßquelle 52a verbunden, so da3 .ein Stromstoß von der Quelle 52a an die Spulen abgegeben werden k4.1v-.

is sollen nun genauer die Pig. 7-11 erläutert werden, um das

Verfahren gemäß der Erfindung zur Erreichung der gewünschten lage

ο der elektrischen Spulen relativ zu. einem Kagnetitern, einer In-

duktionseinrichtung und die. Vorrichtung zur Durchführung dieses ^. Verfahrens anhand eines Statorseiner dj-namoelektrischen Maschine

οι zu beschreiben» Der Statorkern 13 besteht aus einer vorbestimmten ~* Anzahl, von übereinanderge&chichteten oder flachtenden Kagiietlaiaellen, die in der abgebildeten Form aus einesr geeigneten, relativ dünnen . ■

BAD

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Magnetblech, wie Elektrostahl oder Eisen ausgestanzt worden sind. Die Lamellen werden üblicherweise in ihrer paketartigen Übereinander schichtung durch Keile 112 gesichert, die reibungsschlüssig von komplementären auf dem Umfang verteilten Kerben 115 aufgenommen sind, die sich axial entlang des Lamellenpakets in üblicher Weise erstrecken. Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel die elektrischen Spulen einem Yierpolbetrieb dienen sollen, hat der Statorkern üblicherweise 36 liuten 114, die zwischen benachbarten Zahnabschnitten 116 ausgebildet sind, die einstückig durch einen Jochabschnitt 117 verbunden sind« Die Zahnabschnitte enden in vergrößerten Lippen 118, die zusammen eine zylindrische rotoraufnehmende Bohrung 119 und 36 gleichmäßig getrennte Nuteingänge 121 begrenzen. Jede Nut hat eine übliche, im allgemeinen ü-förmige Nutauskleidung 122 aus einem geeignet'enVferkstoff wie der bekannten Polyäthylen-Terphthalat-Folie, um eine elektrische Srdisolierung der Spulenwindungen in der Nähe der Nutwand zu ergeben.

Der· Statorkern trägt eine Hauptfeld- oder Erregerwicklung 120, die verteilt gewickelt ist und im Ausführungsbeispiel vier identische Lerngruppen 123-126 hat, die in Serie geschaltet sind, wobei jede Gruppe drei Spulen aufweist, die vier, sechs bzw. acht Zähne umspannen. Jede Spule ist ihrerseits aus einer vorbestimmten Anzahl von Leitungsdrahtwindungen aus Aluminium, Kupfer oder dergleichen gewickelt, der den üblichen relativ dünnen kontinuierlichen Überzug von elektrischem Isolierstoff oder Lack hat, der an den einzelnen Windungen anhaftet. '

to Zu diesem Zeitpunkt des Herstellungsverfahrens besteht zu-

oo mindest teilweise wegen der Windungsverteilung der Spulen die Gefahr, ^ daß die radial inneren Spulenwindungen zur Achse des Kerns gedrückt ^ werden, und zwar sowohl die einzelnen Windungen 127(i^lig»8) der Seitenwindungsteile .in der Nut als auch die Sndwindungsteile 128

"-¹⁷ " .' 161 31QS

(sahematisch in Fig. 9 abgebildet), wobei die einzelnen Windungen etwa lockerer in der Anfangslage relativ zum Kern verteilt sind, wie aus I¹Ig₀ 8 und der Lage A in Figo 9 ersichtlichist.

Zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens gemäß der Erfindung beim-Statorkern und den Spulen des vorliegenden Ausführungsbeispiel·s werden die elektrischen Kerngruppen 123-126 so geschaltet, daß sie einen geschlossenen Stromkreis bilden und mindestens ein Stromstoß vorbestimmter Größe von einer geeigneten Stroms to ßctuelle 52 an eine Primärwicklung 135 abgegeben wird, die in fester* induktiver Kopplung mit den einseinen Spulengruppen der Erregerwicklungen gehalten wird. Infolge der Zuführung des Stromstoßes zur Wicklung 132 und der induktiven Kopplung wird ein Stromstoß in der Wicklung erzeugt, und ein induaierter Stromstoß fließt durch die Spulen» Die elektromagnetischen Kräfte, die durch die Wechselwirkung der Strome entstehen, und ein

transientes Magnetfeld, das durch den Strömstoß erzeugt wird, wirken im wesentlichen so auf die Windungen ein_? daß diese von der Lage A in die Lage B von Fig« 9 verschoben werden. Die Sndwindungen werden teilweise zusammengedrückt und teilweise auseinandergezogen (leicht übertrieben) während.der Yersehiebung, so daß die äußeren Windungen vorzugsweise naher an der zugehörigen Eernendflache und die inneren ^indungen unter einem Winkel φ zur Kern-, achse angeordnet werden. Dieser Winkel wird im allgemeinen durch

Q die G-röße des Spannungsstoßes_? die Art, die Abmessungen und die

oa Anordnung der Spulen und des Kerns usw. bestimmt.

oo V ■-'■-. - . ■ ■ : ■

Gemäß Jig,, 9 herden die einzelnen Leiter der Spulenseitenteile

_m zum -Boden der Hüten gegen die ITutenausldaidungen 122 in die Lage B

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-* auriick" und,zusainmengedrückt_o Obwohl die Hüten einen ungewöhnlichen £.._;haben können,. ein !Ceil der Kutenwünde in der Iahe des

-W-

16131 OS

Eingangs 121 wie in Fig. 8 freiliegen kann und durch das Wickeln die Windungen in die Hüten bei einem ilutenraumfaktor von mehr als 5-Oji angeordnet sein können, werden die Wicklungswindungen wirksam bei vernachläßigbarer Spannung von.Windung zu Windung zurückgedrückt* .."-."

Danach werden die Bndwindungsteile in die gewünschte Lage ■(0 in ?ig. 9) axial zur Bohrung des Kerns in eine kompakte Hasse bewegt , während gleichzeitig die einzelnen Windungen in den Nuten weiter zu dem Boden dar %iten hin zusammengedrückt v/erden. Das wird durch Zufuhr eines Stromstoßes vorbestimmter Größe direkt zu den Spulen der Haupterregerwicklung bewirkt. Die.^ndwindungen 128 bewegen sich von dem Kern weg und nicht zu ihm hin, was zumindest teilweise auf die auf die "Windungen einwirkenden Kräfte zurückzuführen ist, nachdem der Kern gesättigt ist» wodurch die einzelnen Windungen durch gegenseitige Anziehung zu einem kompakten Bündel verglichen mit der weniger kompakten Anordnung B zusammengezogen werdeno Wegen dieses Bestrebens, su einem kompakten Bündel zu v/erden, bewegen sich die Endwindungen schnell von der zugehörigen Endfläche zur Bohrimg weg, ohne daß das Zusammendrücken, das für die Windungen in den fluten erreicht worden ist, nachteilig beeinflußt wird.

",Die Endlage θ der Indwindungeii relativ sur Kernachse kann durch die Größe des Stromstoßes für den gegebenen Zweck gesteuert werden, der nicht so gToS'aeln darf* daß die Isolierung der Windungen

JjEj beeinträchtigt wircU Diese Steuerung kann durch einen geschlossenen

to - '

co Stromkreis für die- Wicklung 132 und durch Aufreehterhaltung ihrer

¹^ induktiven-Kopplung mit dan Spulen der Erregerwicklung erreicht

^ v/erden, wenn die Spulen zum Plats C transportiert werden. Sin _» Inductions strom durch die Wicklung 132 infolge des den Spulen zugeführten Stromstoßes erzeugt Eräfta, die. auf die Bndwindungenvon eier iCernaeb.se vmg einwirlcan* Iüöso Kräfte werden größer, wenn.

BAD ORIGINAL

ν · ¹⁹' . 16131 OS

die Spulenendwindungen sich zur Wicklung 132 bewegen, so daß die ./iciclung 132 nicht nur die Schwingungen der Bndwindungen redusicrt, wenn sie die gewünschte Lage annehmen* sondern auch bei der genauen Bestimmung des Winkels θ für einen bestimmten ^weck hilft, ohne daß werkzeuge oder dergleichen notwendig sind. ..uSerdem wird durch den Indukti ons strom durch, die Wicklung 132 dass bereits erreichte Zusammendrücken der Spulensei uenVfindungsteile verstärkt. .

..£· soll nun die Vorrichtung- beschrieben werden, die zur Durchführung de?; Verfahrens ger.iaß der Erfindung wie oben beschrieben (Fig. 1 - 3) verwendet werden kann. Die Primärwicklung 132 üiei-es Ausfuhrungsbeispiels hat vier Spulengruppen 143-146» die Kagixexpole bilden, die im wesentlichen die .vier Magnetpole der Erregerwicklung sowohl "in Achsen- als auch in Umfangsrichtung simulier tin. Un die höchstnö^l-ichsten V/erte zu erreichen und symmetrische £ndwindungen an jeder Seite des ilerns (einen entsprechenden Viinkcl θ und eine entsprechende Ilompaktheit) zu erreicher., wird die axiale und radiale I-iittellinie 13a jedes I-Iagnetpo'ls flLr die "ivicklung 120 ausgefluchtet mit der entsprechenden Mittellinie 32a des benachbarten Magnetpols der Wicklung 132 ^ehalte:;. Die Halterung 133 und der Hern 13 werden während der Durchführung des Verfahrens durch irgendeine geeignete SinrichvUiv unverivcLiebbar gehalten». z.B. durch eine stationäre Halterur..jsplattfqrm 147 aus einem unjaag&etischen Isolierstoff,

ο der am Hand des Kerns und stationären- Stehbolzen 148 oder ο -.....-..."■-

^ dergleichen angreift, die in mehrere Löcher .149.münden„"die sich

fo axial in einen starren Körper von einem Snde der Halterung 133 "O" erstrecken.

^* Ua einen geschlossenen Stromkreis durch eine der Wicklungen heraustollen und wahlweise die andere alt der Stromstoßquelle

25U verbinden, kann eine Anordnung €%«p- die in Fig. 7 abgebildete '

- 20 verwendet werden. Zur Anordnung gehören ein zweipoliger SchaJ/ßer ■

151 mit zv/ei Schaltstrecken, der ein äußeres zylindrisches Gehäuse

152 aus einem unmagnetischen Isolierstoff hat. Elektrisch leitende Kontaktstücke 153-155 sind im Gehäuse 152 axial getrennt montiert und haben elektrische Anschlußbolzen 157-1591 die duräh die Gehäusewände nach außen ragen. Das mittlere Stück hat entgegengesetzte Kontaktflächen, die den einzelnen Kontaktflächai der Stücke 153 und 155 gegenüberliegen, woiaei alle Flächen kegeis tumpfförmig und vorzugsweise mit Silber oder dergleichen überzogen sind, um einen "guten elektrischen Kontakt wahlweise mit einem Paar von ungewöhnlich geformten, beweglichen Kontaktstücken herzustellen, die an einer zentralen Betätigungsstange aus einem unmagnetischen Werkstoff befestigt sind, die einen beweglichen Flügel 163 des Schalters bildet. Diese Stücke müssen eine so große Masse haben, daß sie den Stromstoß leiten können, und die aneinander angreifenden Kontaktflächen haben einen komplementären Verlauf.

Um weiter zu gewährleisten, daß beide Stücke des Flügels 163 gleichzeitig den geschlossenen Stromkreis mit den stationären Stücken herstellen, ist ein mittleres Stück 154 unbeweglich ge sichert, z.B. durch mehrere Schrauben 56, während eine leichte

axiale Verschiebung der Stücke 153 und 155 möglich^st. Diese beiden Stücke werden zum mittleren Stück 154 durch Federn 161 vorgespannt, die im zusammengebauten Zustand durch Gewindever schlüsse 162 gehalten werden, so daß die eine Kontaktflache des Flügels 163 einen anfänglichen Eingriff mit einer Fläche

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entweder des Stücks 153 oder des Stücks 145 kurjs Tor dem An-

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co greifen einer anderen Kontaktfläche des Flügels 163 an dem

*** mittleren Stück 154 herstellt. Daher wird ie nach dem. ob der σ

Flügel 163 in der ausgefahrenen oder niedergedrückten Lage ist, ein befriedigender elektrischer Kontakt beider beweglicher Stücke mit dem Stück 154 und dem Stück 153 oder 155 hergestellt, längliche

V 1613108

Schlitze 172 und 173 sind im Schaltergehäuse 152 vorhanden, um die elektrischen Anschlußbolzen 168 und 169 des Flügels 163 aufzunehmen und die notwendige Bewegung dieser Bolzen zu erlauben, wenn die beweglichen Stücke zwischen den zugehörigen stationären Stücken bewegt werden. Die Betätigungsstange ist ihrerseits in die ausgefahrene lage, in der der Flügel 163 an den Stücken 154 und 155 angreift, durch eine geeignete Feder 154 vorgespannt, die zwischen der Außenwand des Gehäuses und einer Mutter 176 zusammengedrückt gehalten wird.

Während der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung werden Drahtenden 181 und 182 der Erregerwicklung 120 an den Schalter 151 durch geeignete elektrische Ansehlußstücke 183 und 184 angeschlossen, die bewegliche Zähne haben, um die Isolierung der Drahtenden zu durchschneiden, so d^ß ein guter elektrischer Kontakt mit der Erregerwicklung hergestellt wird. Das Anschlußstück 182 ist an den Bolzen 168 durch eine Zuleitung 185 angeschlossen, während die Zuleitung 186 das Anschlußstück 183 an

168
den beweglichen Kontakt bolzen/Tief estigt. Die Primärwicklung 132 hat beschichtete Zuleitungen 188 und 189, die mit den Bolzen 168 bzw. 159 verbunden sind, wobei ein Verbindungsdraht 191 den stationären Bolzen 159 mit dem stationären Bolzen 157 verbindet. Daher bilden, wenn die Schaltstücke in den in Fig. 7 abgebildeten relativen Lagen sind, die Spulen der Erregerwicklung 120 einen geschlossenen Stromkreis zwischen .den Anschlußstücken 183 und ° über die Zuleitung 185, den Bolzen^168, die in Kontakt befindlichen oo Kontaktstücke, den Bolzen 158, den Heiter 186 und das Anschluß-

<^> stück 134.

Durch den Schalter 151 wird gleichzeitig die Primärwicklung

_* Ip.2 in einen geschlossenen Stromkreis parallel zu den Anschlüssen der Stroms toßcjuelle 52 geschaltet, und zwar auf der einen Seite Über die Wicklungszuleitung 189, den Bolzen 159» den Verbindungs-

161310S

draht 191ι den Bolzen 157, den Bolzen 169 und die Leitung 193 über das geschlossene Kontaktstück-' 153 mit einen der beweglicher. Flügelstücke. Die andere Seite 188 der Wicklung 132 ist on der Leitung 194 über den beweglichen gemeinsamen !Bolzen 168 angeschlossen.

Um den vorbestimmten Stromstoß der Primärwicklung 13 2 zuzuführen, kann die Stromstoßquelle 52 geeignet durch Schließen des Schalters 192 der Quelle betätigt werden. Diese Stromstoßquelle kann irgendeine Quelle sein, die den gewünschten Stromstoß abgeben kann. Z.B. wird durch das Schließen des Schalters 192 eine Schaltung zum Aufladen einer Kondensatorbank in der Quelle 52 auf einen ausgewählten Spannungswert betätigt, der durch einen veränderlichen Regeltransformator geregelt wird. !lach einem vorbestimmten Zeitintervall entlädt die Eondensatorbank einen Stromstoß, der durch den Spannungswert der Kondensatorbank geregelt wird, über den Schalter 151 in die Primärwicklung 132. Dadurch v/ird weiter ein Induktionsstrom durch die Wicklung 120 und die wechselwirkenden Flächen erzeugt und die Spulenverschiebung in die Lage B wie bereits beschrieben vorgenommen.

Die wahlweise Verbindung der Erregerwicklung 120 an die Stromstößquelle und das Kurzschließen der Primärwicklung 132 zur Verschiebung der Spulen in die Lage 0 werden durch Verschiebung der Betätigungsstange der beweglichen Flügeleinheit nach links bewirkt, um die beweglichen Stücke in Eingriff mit den Kontakt-

_o 3tücken 154 und 155 zu halten. Wie scheinatisch in Fig. 9 abgebildet

to ist, bildet die Primärwicklung 132 einen geschlossenen Stromkreis

oo zwischen den Zuleitungen 189 über die geschlossenen Schaltstüeke

^ der Bolzen 159 und 168. Der Stromkreis zwischen 4er Erregeren
^y · wicklung 120 und der Stromstoßquelle 52 wird von der Leitung

zu den geschlossenen Kontaktstücken der Bolzen 169 und 158 und dann über den Leiter 186 zum Anschlusstück 184 hergestellt. Auf der

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- 23 - - ■■■:■■

- 16131 OS

anderen- Seite befindet sich das Anschlußstück 183im Stromkreis mit der 1-öitung 194 über den Leiter 185 und den gemeinsamen 3olzeⁿ 16lj. D^Le Stromstroßquelle 52 kann wieder durch Betätigung des Schalters 192 aktiviert werden, so daß ein Stromstoß vorgeschriebener G-rÖiäe an die Wicklung 120 über den Schalter 151 abgegeb·:]; wird, .wenn die Primärwicklung 132 kurzgeschlossen wird. - " ■--.-; - - " .

^s soll nun beschrieben werden, wie das Verfahren und die Vorrichtung iZemäS der Erfindung befriedigend praktisch erprobt worden sind. £s wurden mehrere Kerne mit dem in Fig» 7 abgebilde'ten Aufbau hergestellt, die in den Nuten verteilte Spulen wie abgebildetrugen. Die Abmessungen der Kerne hatten folgende Nennwerte: Bohrungsdurchmesser: 8,85 cm (3,48 Zoll),Abstand von Ecke zu Ecke: 16,0 cm (6,29 Soll), Pakethöhe: 2,29 cm (0,9 Zoll) und Tiefe der die Hauptwicklungen tragenden, Hüten: 1,37 - 1,98 cm (0,54 - 0,78 Zoll). Die Spulen wurden aus lackiertem Aluminiumdraht mit einen Überzug von Polyvinyl-Fonnal-Harz hergestellt, wobei der blanke Draht einen Durchmesser von 0,0965 cm (0,038 Zoll) und ein TGsantgewicht von 197 g (0,436 Pfund') "hatte. Jeder Pol hatte 10-9,55 effektive Windungen, und die Anzahl der Windungen pro Spule (von innen nach außen) betrug 36,44 und 51· Der Stator hatte einen Aufbau, wie er normalerweise für PS-ünphasen-Elektromotoren für 115 V, 4,5 A und 60 Hz verwendet wird.

Die Jnpu!sschaltung oder S%romstoß<iuelle 52 hatte eine Kon-ο densatorbank von 61Ö pP bei einer Nennkapazität von 630 ul¹. In oo einem Fall wurde die Kondensatorlsank auf eine Spannung von 1800 T

^ auf geladen und ein Stromstoß in die Primaxwiclclung 132 abgegeben,

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wenn die Erregerwicklung kurzgesehlossen worden war* Dei· Stromstoß -* hatte einen Spitzenwert von etwa 8DÖ0 A bei 5y5 lisec, wobei der

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gesamte Stromstoß etwa 6 usec dauerte. Dadurch wurden die Spulen-■ seitsnwindungen von der Bohrung um etwa 0.,32-0,4-8 cm (1/8-3/16 Zoll) zurüekbewegt. Der Winkel φ betrug 25 - 30°, wobei die Endwindungen einen "Verlauf hatten, der dem gestrichelten Verlauf B in Fig. etwas ähnlich war.

Nachdem die Primärwicklung 132 kurzgeschlossen worden war und die Spulen der Wicklung 120 an die Quelle 52 angeschlossen waren, wurde die Kondensatorbank auf eine Spannung von 1600 V

geladen und anschließend ein Stromstoß an die Wicklung 120 abgegeben. Der Spitzenwert des Stromstoßes von etwa 500 A trat nach etwa 2 msec auf, wobei der ganze Stromstoß etwa 5 msec dauerte. Dadurch wurden die Spulen in den Nuten weiter zusammengedrückt, so daß sie um etwa 0,15 cm ('l/l5 Zoll) von der Bohrung wegbewegt wurden. Gleichzeitig wurden die Endwindungen in ein

dichtes Bündel zusammengedrückt, die in die in Pig. 9 abgebildete Lage C unter einem Winkel θ von 20° verschoben wurden.

Nach dem zweiten Stromstoß hatten die Spulen die gewünschte

Lage relativ zum Kern mit einer Kompaktheit in den Nuten von mehr als 65 Nutenraumfaktor angenommen. Eine 2000 V-Hochspannungsprüfung gemäß dem NEMA-Standard HG 1 - 12,03 und eine wiederholte 3000 V Stoßspannungsprüfung (IiEMA-Standard MG 1 - 12,05) wurde bezüglich der Wicklung 120 mit vollständig befriedigenden Ergebnissen durchgeführt.

Bei den praktischen Erprobungen wurde festgestellt, daß

die besten Ergebnisse erhalten werden können, wenn eine Energie-

to quelle mit einer Kondensatorbank verwendet wird, indem die Bank

co auf einen etwas höheren Spannungswert aufgeladen wird, wenn der

^ Stromstoß an die Primärwicklung 132 abgegeben wird. Dadurch werden ^, nicht nur die Windungen von den Nut en eingängen ohne nachteiligen Einfluß wegbewegt, sondern es wird auch ein ungewöhnlich großer Winkel φ erzeugt, uin eine größere Einstellmöglichkeit für den

" ²⁵" 1 61 31OS

Winkel 6 zu liefern. Z.B. betrug "bei 4er praktischen Erprobung der Winkel φ 55-60°, und ein Winkel θ von 1° war ohne jede Schwierigkeit zu erreichen. Die Steuerung des Winkels θ und der ■ Grad der Kompaktheit der Spulenwindungen, sowohl in den Nuten als auch an den Endflächen des Kerns, kann leicht und genau ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen und dergleichen vorgenommen werden. -

Die ungewöhnliche Vielseitigkeit und genaue Steuerung, die das Endwindungszusammendrücken und anordnen gemäß der Erfindung leistet, wird ferner in den Fig. 10 und 11 erläuterte In diesem Ausführungsbeispiel sind die Endwindungsteile auf jeder Seite •des Kerns asymmetrisch angeordnet, was "besonders dann wichtig ist, wenn ein unterschiedlicher Platzbedarf an jeder Seite des Kerns auftritt.

Zur Erläuterung soll angenommen werden, daß die Spule und die Windungen der rechten Seite des Kerns auftritt·

Zur Erläuterung soll angenommen werden, daß die Spule und die Windungen der rechten Seite des Kerns, wie sie in den I¹Ig. 10 und 11 gesehen wird, kompakter und näher ztur Kernachse als die Endwindungsteile auf der linken Seite des Kerns sein sollen. Außerdem haben ähnliche Teile, die bereits bei den Fig. 7-9 be-

schrieben wurden, die gleichen Bezugszeiehen erhalten.

Um den gewünschten Zweck zu erreichen, ist die Primärwicklung 132 so montiert, daß ihre radiale Mittellinie 132 L gegen die Mittellinie 13b des Kerns nach links um einen vorbestimmten Ab-

ο stand D verschoben ist. Daher endet das Ende der Wicklung 132

in axialer Richtung kurzer als die rechten Endwindungsteile* •s^ Während des Zurückdrückens werden, wenn die Erregerwicklung in

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cn einen geschlossenen Stromkreis eingeschaltet ist und die Strom-ω. - - " -"..""■,".".---

-*, stroßquelle einen Stromstoß an die Wicklung 32 abgibt^ die rechten . Endwindungen 28 von A^ nach' B₁ um einen Winkel |^ bewegt, der

ι 1-6131 OS

kleiner als der Winkel Φ« ^{für die} linken Endwindunjen ist, die sich von der Lage Bp nach A_? bewegen. Da die Primärwicklung sich nicht über die volle axiale Länge der rechten .^ndv/indungen erstreckt, ist die resultierende Wechselwirkung an dieser Stelle zwischen den Wicklungen 20 und 32 nicht so groß wie die an der linken Seite. Die Seitenwindungsteile 27 v/erden in der schon anhand der Fig. 1 und 3 beschriebenen Weise zusammengedrückt.

Danach wird, wenn die Primärwicklung kurzgeschlossen und die Erregerwicklung im Stromkreis mit der Quelle 131 über dem Schalter 51 ist (Pi^.10), ein Stromstoß über den Schalter an die Wicklung 20 abgegeben. Während dieses Zurückdrückens der Spulenwindungen wird der gleiche Abstand D zwischen 132^ und für den ersten Verfahrensschritt aufrechterhalten. Die

rechten Endwindungen werden stärker als die linken zusar:imengedrückt, wenn sie die Lage C-, annehmen, aber sie v/erden nicht zu weit von der Lage B-, verglichen mit der Lageänderung von Bp zu Op für die linken Endwindungen wegbewegt. Das ist teilweise auf die bereits vorhandene Nähe der Lage B₁ zur V/indung 32 und auf die Art des Bündelungseffekts zurückzuführen, der für die linken ^ndwindungen hinsichtlich ihrer auseinanderliegenden relativen Windungslagen auftritt· Der Winkel θ, ist daher etwas kleiner als Θρ, und die rechten Endwindungen liegen ebwas näher an"der-Kernaehse als die linken, Bs ist ersichtlich, daß eine Änderung de3 Abstands D, das

heißt der Versetzung, in den JFig.10 und 11 einen entsprechenden

ο Einfluß auf den Unterschied zwischen den rechten und linken End-

windungen relativ zur Kernaehse haben würde. Die Bndlagen der U^ rechten und linken Endwindungen können auch leicht durch die ·

in Größe des Stromstoßes oder der Stromstöße gesteuert werden,

-* die während jedes Verfahrensschritts zugeführt werden, ebenso aber auch durch Änderung der Versetzung, wenn die Winkel b und θ

\ 1613102

vorhanden sind. Z.B. kann die Versetzung nur für einen Stromstoß vorgenommen werden,-während sie für den nächsten. Stromstoß auf der anderen Seite liegt. Durch derartige Änderungen kann die gewünschte Steuerung,sehr vielseitig vorgenommen werden.

Patentansprüche

ο αϊ co

Claims (1)

1. 8. Juni 1967 'ifiH/Sm Unsere Akte: 1880

   'Patentansprüche

   ifi Verfahren zum Wickeln einer elektrischen Spule aus einer Anzahl von Leiterwindungen in spulenaufnehmenden Nuten eines Magnetkerns, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (13) von einem Kerntransportplatü (A) zu einem Windungsverteilungsplatz (B) transportiert wird, daß die Windungen (37) in den Nuten des Kerns angeordnet werden, um mindestens eine Spule"(37a) darin auszubilden, daß der Kern mit mindestens einer Spule von dem Windungsverteilungsplatz über den Kerntransportplatz zu einem Spulenanordnungsplatz (C) in der Kähe des Kerntransportplatzes transportiert wird, und daß die Anordnung mindestens der einen Spule in einer anderen Lage relativ zum Kern vorgenommen wird, indem die eine Spule und der Kern mit einer elektrischen Stromstoßquelle (52) gekoppelt werden, um einen oder mehrere Stromstöße durch die Stromstoßquelle in der einen Spule zu erzeugen, so daß die auf die Windungen einwirkenden elektromagnetischen Kräfte die gewünschte Anordnung bewirken (Pig, 1-6).

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kenn ze ich-

   (13)
   net, daß der Kern mit mindestens der einen Spule (37a) von dem Kerntransportplatz (A) zu dem Spulenanordnungsplatz (G) durch einen Teil der Einrichtung (53) transportiert wird, die die gewünschte Anordnung mindestens der einen Spule relativ zum Kern bewirkt (Fig. 1-6).

   3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (13) an einer Drehbewegung gehindert wird,

   00 9882/0531

   " ²⁹ " ν 1613108

   wenn die Spulen (37a) in die andere Lage relativ zum Kern gebracht werden (Fig. 1-6).

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Spule (120) in einer ersten Lage (A; A₁) angeordnet wird, ein geschlossener Stromkreis durch sie für einen Induktionsstrom durch mehrere Windungen (127» 128 ) hergestellt wird, daß die Spule mit einer elektrischen Wicklung

   •induktiv
   (132)/gekoppelt wird, daß mindestens ein Stromstoß ausreichender Größe an die elektrische Wicklung abgegeben wird, um die Verschiebung mindestens eines Teils der elektrischen Spule in eine andere Lage (B; B₁) relativ zu dem Kern (13) durch Induktion eines Stromsdurch die elektrische Spule und Erzeugung elektromagnetischer Kräfte, die auf mindestens einen Teil der Spule einwirken, zu bewirken, daß ein geschlossener Stromkreis durch die Wicklung hergestellt wird, und daß mindestens ein Teil der * Spule von der anderen Lage (BjB₁) in die gewünschte Lage (G;G-,) verschoben wird, indem mindestens ein Stromstoß an die elektrische Spule abgegeben wird, während der geschlossene Stromkreis durch die Wicklung aufrechterhalten wird, so daß Kräfte erzeugt werden, die auf den Teil der Spule einwirken, um ihn zu verschieben (Mg. 7-11).

   5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 3, mit einem Kerntransportplatz, mit einem von dem Kerntransportplatz getrennten Platz zur Verteilung von Leiterwind ungen in den Nuten des Statorkerns, mit einer Transporteinrichtung mit einem Halter, der von der Bohrung des Kerns aufgenommen werden kann, um den Kern zwischen dem Kerntransportplatz und dem Windungsverteilungsplatζ zu transportieren, und mit einem Spulen-

   . anordnungsplatz zur gewünschten Anordnung der Spulen relativ

   009882/053 1 ;

   zum Kern, der getrennt von dem Kerntränsportplatz angeordnet ** ist,' dadurch gekennzeichnet, daß der" ' Spulenanordnungoplatz (C) einen Träger (53) mit einem Halter (54-59), der in die Bohrung eines Statorkerns (13) mit opulen (37a) in dessen Nuten zur Halterung des Kerns einfahrbar ist, und ein4lektrisches Koppelglied (81) hat, um den Statorkern • und die Spulenmit einer elektrischen Stromstoßquelle (52) zu koppeln, so daß ein oder mehrere Stromstöße in den von dem Kern getragenen Spulen erzeugt werden, um elektromagnetische Kräfte zu erzeugen, die auf die Spulen einwirken und die gewünschte Spulenanordnung relativ zu dem Statorkern bewirken(Fig.l-6).

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Koppelglied des Spulenanordnungsplatzes (G) eine elektrische 7/icklung (81) ist, die in dem Halter (54-59) des Trägers (53) montiert ist, und daß der Träger zu und weg von dem Kerntransportplatz (A) verschiebbar ist (Fig. 3,4).

   7ο Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenanordnungsplatz ein durchlöchertes Gehäuse (51) hat, daß den Kern (13) mit den Spulen (37a), den Halter (54-59) des Trägers (53) und das elektrische Koppelglied (81) umgibt, um den Bediener vor elektrischen Schlägen zu schützen, wenn die Stromstöße in den Spulen erzeugt werden (Fig. 4-6).

   8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Halter (16) der Transporteinrichtung (17) dem Spulenanordnungsplatz (Q) gegenüberliegt, wenn die Transportein- ι

   richtung am Kerntransportplatz (A) sich befindet, daß der Träger- ^% I , halter (54-59) in eine an dem Kerntransportplatz sich befindende j

   009882/0531 !

   ausgefahrene Lage (fig. 3) verschiebbar ist, und daß die ökliTer zueinander benachbart fluchten, wenn der Träger in der ausge·^ fahrenen Lage ist, um den Transport des Kerns (13) mit den Spulen (37a) von dem einen Ü.alter auf den anderen Halter ^{zu e}^" leichtern (Fig. 1-6).

   ^cj. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u f c h g e k en η ζ e ic Ii-η e t , daß der¹ Platz (B) zur Verteilung der Leiterwindungen (37) in den Hüten des Statorkcrns (13) eine Spulenwindungs~Wlcklungs-

   forci (34) und einen Spuleneinsetzer (38) zur Aufnahme der gewickelten Windungen von der Wicklun-gsform und zum Einsetzen in die Kernnuten hat, daß der Kalter (16) der Transporteinrichtung (17) in die Bohrung eines Kerns verschiebbar ist, wenn der Spulenein3etEer in die Bohrung einfährt, uin die gewiekelten './indungen in den Kern einzusetzen, und daß während der Verteilung der

   (81) V/indungen in den einen Kern das elektrische Koppelglied und die Stro::istoßo_LueI^e (52) mindestens einen Stromstoß in mindestens einer Spule eines anderen Kerns erzeugen, der durch den Träger (53) des üpulenanordnungsplatzeB (C) gehalten wird.-(I¹Ig. 1-6);

   10. Vorrichtung nach Anspruch 5» d a d u r c h g e k en η ζ ei c h -j η e t , daß das elektrische Koppelglied eine elektrische Wicklung (81), die in dem Träger(53)montiert und an die elektrische Stromstoßq.\ielle (52) angeschlossen ist,, und lösbare Anschlußbacken (88, 89) hat, um einen elektrischen.Anschluß an die Spulen (37a)

   cd in dem Kern (13) herzustellen (?ί^. 1-6).

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   011. Vorrichtung nac'h Anspruch 5, d a d u r c h g e k en η ζ e i c h

   ^ «n e t , daß der Spulenanordnunirsplatz (G) eine Einrichtung (77) _ω zur Herstellung einer vorbestimmten Winkellage gegenüber dem Träger (53) und zur Aufrechterhaltung dieser Lage hat, wenn mindestens ein Stromstoß in den 3pul~n. (37a) des Kerns (13)

   erzeugt wird lü'ig. 3-6).

   12. !Tor richtung nach Anspruch 5? dadurch, g e 3c e η η ζ e i c h η e t , daß der Träger (53) des Spulenanordnungsplatzes (C) zwischen dem Kerntransportplatz (A) und dem Spulenanordnungs-

   platz beweglich ist, um den Kern (15) mit den Spulen (37a) in seinen Nuten von der Transporteinrichtung (17) an den Transportplatz wegzubewegen (Fig. 3-6) .

   13ο Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (53) eine ausgefahrene Lage (Figo 3) in der liähe des Kerntransportplatzes (A) hat, und daß eine Einrichtung (19, 21) an dem Kerntransportplatz vorhanden ist, um die Transporteinrichtung (17) mit dem Träger auszufluchten, wenn er in seiner ausgefahrenen Lage ist, um den Transport des Kerns (13) mit den Spulen (37a) von der Transporteinrichtung zu dem Träger zu erleichtern (Fig. 1-6),

   14. "Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e Ic e η η ζ e i c h net, daß die Transporteinrichtung (17) einen Schaltantrieb (42) hat, der an den Spulenwindungsverteilungsplatz (B) betätigbar ist, um periodisch den Kern (13) zu drehen, wenn der Kern an der tragenden Einrichtung (16) sich befindet, um verschiedene Nuten zur Aufnahme der Spulenwindungen (37) zu zeigen (Fig. 1, 2). "

   \o. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die spulentragende Einrichtung (16) einen Kern (13) trägt, während sich die Transporteinrichtung (17) an dem Spulenwindungsverteilungsplatz (B) befindet, wenn die Windungen (37) in den Kernnuten verteilt werden, und daß das elektrische Koppelglied (81) zusammen- mit der Stroinstoßquelle (52) gleichzeitig

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   mindestens einen Stromstoß in mindestens einer Spule (37a; eines anderen Kerns erzeugt, der von dem Träger (53) des Spulenanordnungs-Platzes (C) getragen wird (Fig. 1-6).

   16. Vorrichtung nach Anspruch 5$ g e k e η η ζ e i c h η e t durch eine zweite elektrische Wicklung (132), die induktiv mit einer ersten Wicklung (120) gekoppelt ist, durch eine Stromstoßquelle (52) zur Abgabe mindestens eines Stromstoßes an eine der Wicklungen, und durch eine Einrichtung 151 zur wahlweisen Hefstellung eines geschlossenen Stromkreises durch eine der Wicklungen für einen induzierten Strom und zum gleichzeitigen An- i schließen der anderen Wicklung an die Stromstoßquelle, so daß mindestens ein Stromstoß von der Stromstoßquelle an die andere Wicklung abgegeben wird, um einen Induktionsstrom in der Wicklung mit dem geschlossenen Stromkreis zu erzeugen, wodurch elektromagnetische Kräfte erzeugt werden, die auf die erste elektrische Wicklung einwirken, um sie relativ zu dem Magnetkern (13) zu verschieben (Fig. 7-11).

   ο Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (151) zur wahlweisen Erzeugung eines geschlossenen Stromkreises durch eine der Wicklungen (120, 132) und zum Anschließen der anderen Wicklung an die Stromstoßquelle (52) einen geschlossenen Stromkreis anfangs durch die erste Wicklung erzeugt und die zweite Wicklung mit der Stromstoßquelle verbindet, und daß die Einrichtung (151) betätigbar ist, um einen geschlossenen Stromkreis in der zweiten Wicklung zu erzeugen und \ * die erste Wicklung mit der Stromstoßquelle zu verbinden (Fig. 7-11).

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