DE19817370A1 - Method, device and transfer tool for winding and pulling in coils in electrical machine stators - Google Patents
Method, device and transfer tool for winding and pulling in coils in electrical machine statorsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wickeln von Spulen und zum Einziehen der Spulen in Statoren elektrischer Ma schinen, bei dem die auf eine Schablone gewickelten Spulen windungen auf ein ringförmig angeordnete, parallele Stäbe aufweisendes Übertragungswerkzeug abgestreift, mit diesem auf ein ringförmig angeordnete, parallele Lamellen aufwei sendes Einziehwerkzeug übertragen und anschließend in die Nuten eines Stators eingezogen werden. Die Erfindung be trifft weiterhin ein Übertragungswerkzeug und eine Vorrich tung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for winding coils and for pulling the coils into stators electrical Ma with the coils wound on a template turns on a ring-shaped parallel rod having transfer tool stripped with this on a ring-shaped, parallel slats transmitting insert tool and then into the Slots of a stator. The invention be continues to hit a transmission tool and device to perform this procedure.
Es ist bei der Herstellung von Elektromotoren bekannt, die Spulen für den Stator auf eine Schablone zu wickeln und von dieser auf ein im wesentlichen aus ring- oder teilringför mig angeordneten Stäben bestehendes Übertragungswerkzeug abzustreifen. Dieses setzt man dann koaxial so an einem im wesentlichen aus ringförmig angeordneten, parallelen Lamel len und einem Einziehstern bestehenden Einziehwerkzeug an, daß die freien Enden der Stäbe des Übertragungswerkzeugs entgegengesetzt zu den freien Enden der Lamellen gerichtet sind. In dieser Stellung werden die Spulen von Hand auf das Einziehwerkzeug übergestreift. Anschließend findet der Ein ziehvorgang statt, bei dem die Spulen mittels des längs der Lamellen verfahrbaren Einziehsterns axial in die Nuten ei nes auf die freien Enden der Lamellen aufgesetzten Stator blechpakets eingezogen werden.It is known in the manufacture of electric motors that To wind coils for the stator on a template and from this on an essentially ring or partial ring conveyor mig arranged bars existing transmission tool to strip off. This is then placed coaxially on an im essentially from a ring-shaped, parallel lamella len and a pull-in star existing pull-in tool, that the free ends of the rods of the transfer tool directed towards the free ends of the slats are. In this position, the coils are placed on the by hand Pull-in tool slipped on. Then the one finds pulling process instead, in which the coils by means of the along the Slats of movable retractable star axially into the grooves nes stator placed on the free ends of the fins sheet metal packages are drawn in.
Es ist weiterhin bekannt, das Übertragungswerkzeug, welches die Spulen von der Schablone übernimmt, danach mit einem zweiten Werkzeugteil zu verbinden und mit dieser Einheit die Spulen in den Stator einzuziehen. Auch dieses Verfahren schließt Handarbeitsvorgänge ein und findet daher haupt sächlich bei der Einzel- und Kleinserienfertigung Anwen dung.It is also known the transmission tool which takes over the spools from the template, then with one second tool part and connect with this unit pull the coils into the stator. This procedure too includes manual processes and therefore takes place at all mainly for single and small batch production applications dung.
In der Großserienproduktion von Statoren ist es üblich, die Spulen von der Schablone direkt auf das im wesentlichen aus ringförmig angeordneten Lamellen und einem Einziehstern be stehende Oberteil eines Einziehwerkzeugs abzustreifen, das dann durch einen Drehtisch oder eine andere Fördervorrich tung an eine Einziehstation transportiert wird. Dort wird ein Statorblechpaket auf die Lamellen des Einziehwerkzeugs aufgesetzt, und anschließend werden die Spulen mittels des Einziehsterns axial in die Statornuten eingezogen.In mass production of stators, it is common Rinse from the stencil directly onto that essentially annular slats and a pull-in star to strip the top part of a drawing tool that then through a turntable or other conveyor tion is transported to a pull-in station. There will a stator laminated core on the fins of the insertion tool put on, and then the coils by means of Retractable star axially drawn into the stator slots.
Die Lamellen der Einziehwerkzeuge müssen beim Aufsetzen des Statorblechpakets oder sogar während des Einziehvorgangs unter starker Belastung an den scharfkantigen Zähnen des Statorblechpakets entlanggleiten und deshalb sehr hart sein. Andererseits müssen sie mit individuellen, gerundeten Querschnittsformen und dünnen Stegen feinbearbeitet werden, um die isolierende Lackschicht der Spulendrähte nicht zu verletzen. Die Werkzeuge sind deshalb verhältnismäßig teuer und verursachen um so höhere Kosten, je mehr Lamellen sie haben. Statoren mit z. B. 36 Polen, d. h. 72 Spulen in ei ner Wickellage, haben 144 Nuten, und dementsprechend muß auch das Einziehwerkzeug 144 Einziehlamellen, welche den Spulendraht führen, und 144 Deckstreifenlamellen, welche Isolierstreifen zum Verschließen der Statornuten führen, insgesamt also 288 Lamellen, haben.The slats of the retracting tools must be in place when the Stator laminated core or even during the pulling process under heavy load on the sharp-edged teeth of the Slide the stator core and therefore very hard be. On the other hand, they need to be individual, rounded Cross-sectional shapes and thin webs are finely machined, to avoid the insulating varnish layer of the coil wires hurt. The tools are therefore relatively expensive and the higher the slats, the higher the costs to have. Stators with z. B. 36 Poles, d. H. 72 spools in one ner winding layer, have 144 grooves, and must accordingly also the pull-in tool 144 pull-in slats, which the Lead coil wire, and 144 cover strip slats, which Use insulating strips to close the stator slots, a total of 288 slats.
Das Wickeln der Spulen einer gemeinsam in den Stator einzu ziehenden Wicklungslage dauert sehr viel länger als der Einziehvorgang. Wenn z. B. 25 Wickler mit einer Einziehvor richtung zusammenarbeiten, um eine kurze Taktzeit zu errei chen, besteht im Beispielsfall von 144 Lamellen pro Ein ziehwerkzeug ein Werkzeugsatz für einen bestimmten Stator blechschnitt aus 7.200 formgeschliffenen Lamellen aus ge härtetem Stahl.The winding of the coils together into the stator pulling winding layer lasts much longer than that Pull-in process. If e.g. B. 25 winders with a pull-in work together to achieve a short cycle time Chen, there is 144 slats per one in the example drawing tool a tool set for a specific stator sheet cut from 7,200 shape-ground slats made of ge hardened steel.
Die Erfindung zielt auf eine Vereinfachung der Werkzeuge von Fertigungsanlagen, insbesondere solcher, bei denen meh rere Wickelvorrichtungen vor einer Einziehvorrichtung par allel arbeiten, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß da durch gelöst, daß die Spulenwindungen so geformt werden, daß sie im Übertragungswerkzeug, ausgehend von den Schlit zen zwischen den auf größerem Radius als die Lamellen des Einziehwerkzeugs eingeordneten Stäben, über eine Länge, die größer ist als die radiale Erstreckung der Lamellen, im we sentlichen geradlinig radial nach innen verlaufen, daß das Übertragungswerkzeug mit den darin gehaltenen Spulenwindun gen in koaxialer Lage derart über das Einziehwerkzeug ge setzt wird, daß die freien Enden der Lamellen in dieselbe Richtung wie die freien Enden der Stäbe weisen und über diese hinausragen, daß der Stator vor den freien Enden der Stäbe des Übertragungswerkzeugs auf das Einziehwerkzeug aufgesetzt wird und daß nach dem Einziehvorgang und dem Ab ziehen des Stators vom Einziehwerkzeug das Übertragungs werkzeug von diesem abgenommen wird.The invention aims to simplify the tools of manufacturing plants, especially those where meh Other winding devices in front of a retractor par work allel, and this task is there according to the invention solved by that the coil turns are shaped so that they are in the transmission tool, starting from the Schlit zen between those on a larger radius than the fins of the Insertion tool classified rods, over a length that is greater than the radial extension of the fins, in the we considerably radially inward that the Transfer tool with the coil winding held in it gene in a coaxial position in such a way via the drawing tool is set that the free ends of the slats in the same Direction as the free ends of the bars point and over these protrude that the stator before the free ends of the Bars of the transfer tool on the pull-in tool is put on and that after the pull-in process and the Ab pull the stator from the pulling tool the transmission tool is removed from this.
Durch das neue Verfahren wird erreicht, daß für den Trans port der Spulen von den Wicklern zu der Einziehstation statt der komplizierten und teuren Einziehwerkzeug-Obertei le sehr einfache Übertragungswerkzeuge eingesetzt werden können. Da sie nur eine Transportfunktion haben und nicht am Einziehvorgang beteiligt sind, können sie aus kostengün stigem Material geringer Härte, z. B. aus Kunststoff, be stehen. Die Übertragung der Spulen kauf das Einziehwerkzeug bedarf auch keiner Handarbeit, weil die Spulen dabei ihre Lage im Übertragungswerkzeug unverändert beibehalten und diese so ist, daß die Lamellen des Einziehwerkzeugs durch die spulen dringen, während das Übertragungswerkzeug, z. B. durch einen Roboter, über das Einziehwerkzeug gesetzt wird.The new process ensures that the trans port of the bobbins from the winders to the feeding station instead of the complicated and expensive drawing tool upper part very simple transfer tools can be used can. Since they only have a transport function and not involved in the pull-in process, they can be cost-effective Stigen material of low hardness, e.g. B. made of plastic, be stand. The transfer of the coils buy the pull-in tool also requires no manual work, because the coils do their thing Keep the position in the transfer tool unchanged and this is so that the slats of the pulling tool through the coils penetrate while the transfer tool, e.g. B. by a robot over which the pull-in tool is placed.
In der bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden die Spulenwindungen durch entsprechende Gestaltung des Quer schnitts des Wickelschablone so geformt, daß sie im Über tragungswerkzeug nahe der radial äußeren Seite der Stäbe einen Knick aufweisen und sich von dort nach radial außen mit beiden Strängen im wesentlichen parallel oder konver gierend erstrecken. Durch diese Formgebung der Spulenwin dungen werden sie im Übertragungswerkzeug in einer defi nierten radialen Stellung gehalten, und zwar vorzugsweise in Ebenen, zu denen sich die Stäbe normal erstrecken. Die definierte Lage der Spulen mit Bezug auf den Querschnitt des Übertragungswerkzeugs ist wiederum die Voraussetzung dafür, daß in weiterer bevorzugter Ausführung der Erfindung die Spulen vor oder nach der Einführung in das Einziehwerk zeug in den sich radial nach innen erstreckenden Bereichen axial von den freien Enden der Stäbe fort gebogen werden. In diese Richtung müßten die Spulenwindungen sonst während des Einziehvorgangs gebogen werden. Durch das Biegen vor dem Einziehen können die Einziehkräfte und damit die Gefahr des gegenseitigen Verkeilens der Spulenwindungen in den schmalen Spalten zwischen den Einziehlamellen verringert werden.In the preferred embodiment of the method, the Coil windings through appropriate design of the cross section of the winding template so shaped that it is in the over carrying tool near the radially outer side of the bars have a kink and radially outward from there with both strands essentially parallel or convergent extend greedily. This shape of the coil winch They are defined in the transfer tool in a defi ned radial position held, preferably in planes to which the bars extend normally. The defined position of the coils with reference to the cross section the transfer tool is again the prerequisite for that in a further preferred embodiment of the invention the bobbins before or after insertion into the feeder stuff in the radially inwardly extending areas axially bent away from the free ends of the rods. Otherwise, the coil turns would have to go in this direction of the pulling process. By bending ahead pulling in can cause the pulling forces and thus the danger the mutual wedging of the coil turns in the narrow gaps between the pull-in slats reduced become.
Das zur Durchführung des neuen Verfahrens vorgeschlagene Übertragungswerkzeug besteht in herkömmlicher Weise aus ringförmig angeordneten, parallelen Stäben, die an einem Ende durch eine Basis miteinander verbunden sind. Die Be sonderheit besteht darin, daß der radiale Bereich, in dem sich die Stäbe befinden, radial außerhalb des radialen Be reichs liegt, in dem sich die Lamellen des mit dem Übertra gungswerkzeug zusammenwirkenden Einziehwerkzeugs befinden, daß die Stäbe in Umfangsrichtung etwa im Verhältnis der Ra dien breiter sind als die radial inneren Lamellen des Ein ziehwerkzeugs und daß die Basis eine sich von den Stäben über den Querschnitt der zwischen ihnen gehaltenen Spulen radial nach außen erstreckende Auflagefläche für die Spulen hat, zu der sich die Stäbe im wesentlichen normal erstrec ken.The one proposed to implement the new process Transfer tool consists of in a conventional manner ring-shaped, parallel rods attached to one End connected by a base. The Be The special feature is that the radial area in which the rods are located radially outside of the radial loading realm lies in which the lamellae of the with the transfer pulling tool interacting with one another, that the rods in the circumferential direction approximately in the ratio of Ra dien are wider than the radially inner fins of the one drawing tool and that the base is one of the rods across the cross section of the coils held between them radially outwardly extending support surface for the coils to which the rods essentially reconnect normally ken.
Zweckmäßigerweise hat die Basis die Form einer Scheibe mit einer zentralen Öffnung, deren Durchmesser mindestens so groß ist wie ein in die ringförmige Anordnung der Stäbe einbeschriebener Kreis. Diese Gestaltung erlaubt es, die Stäbe des Übertragungswerkzeugs im wesentlichen spielfrei auf den Deckstreifenlamellen des Einziehwerkzeugs zu füh ren.The base expediently has the shape of a disk a central opening whose diameter is at least so is as big as in the ring-shaped arrangement of the bars inscribed circle. This design allows the Rods of the transfer tool are essentially free of play on the cover strip lamellae of the insertion tool ren.
Die zur Durchführung des neuen Verfahrens in der bevorzug ten Ausführung vorgesehene Vorrichtung weist eine Halteein richtung zum Andrücken der Spulen im Bereich radial außer halb der Stäbe gegen die Auflagefläche und ein Biegewerk zeug auf, das mit einem axialen Vorsprung radial innerhalb der ringförmigen Anordnung der Stäbe von deren freien Enden her in wenigstens eine Spule einführbar ist und das gegen den radial innersten Bereich der Spule andrückbar ist, so daß dieser zur zentralen Öffnung der Basis hin biegbar ist. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie das Übertra gungswerkzeug als einen Teil des zum Biegen erforderlichen Werkzeugs nutzt.Those who prefer to carry out the new procedure The design provided device has a holding device Direction for pressing the coils in the radial outside area half of the bars against the bearing surface and a bending plant testify to that with an axial projection radially inside the annular arrangement of the rods from their free ends forth in at least one coil and against the radially innermost area of the coil can be pressed, so that it can be bent towards the central opening of the base. This device has the advantage that it is the transfer tool as part of what is required for bending Uses tools.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is shown below hand of the drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines vorgewickelte Spulen tragenden Übertragungswerkzeugs vor dem Aufsetzen auf ein Einziehwerk zeug; Figure 1 is a side view of a pre-wound bobbin-carrying tool before being placed on a pull-in tool.
Fig. 2 in Seitenansicht das Übertragungswerk zeug nach Fig. 1 nach dem Aufsetzen auf das Einziehwerkzeug; Fig. 2 in side view of the transfer tool according to Figure 1 after placing on the pull-in tool.
Fig. 3 einen vereinfachten Längsschnitt durch die oberen Teile des Einziehwerkzeugs in einer Zwischenphase des Einziehvor gangs; Fig. 3 is a simplified longitudinal section through the upper parts of the insertion tool in an intermediate phase of Einziehvor passage;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Wir kung einer Vorformung der Spulen mit dem in Fig. 1 über dem Übertragungs werkzeug gezeigten Formwerkzeug und Fig. 4 is a schematic representation of the effect of a preforming of the coils with the mold shown in Fig. 1 above the transfer tool and
Fig. 5 einen Querschnitt durch das Übertra gungswerkzeug und das Einziehwerkzeug in der Stellung nach Fig. 2. Figure 5 supply tool. A cross-section through the Übertra and the insertion tool in the position according to FIG. 2.
Das Erzeugen von Drahtspulen durch Wickeln von Draht auf eine Schablone mit bestimmtem Querschnitt und das Abstrei fen der Spulenwindungen von der Schablone in einen aus ringförmig angeordneten Stäben oder Lamellen bestehenden Aufnehmer, der ein Übertragungs- oder Einziehwerkzeug sein kann, ist eine seit langem bekannte Technik, auf die nicht näher eingegangen zu werden braucht. Es genügt, z. B. auf die GB 2 072 543 A Bezug zu nehmen.The creation of wire spools by winding wire on a template with a certain cross-section and the wiping open the coil turns from the template into one existing bars or slats arranged in a ring Transducer that can be a transfer or pull-in tool can is a long-known technique to which not needs to be discussed in more detail. It is sufficient, for. B. on to refer to GB 2 072 543 A.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das in Fig. 1 ge zeigte Übertragungswerkzeug 10, welches wie die sonst übli chen Spulenaufnehmer ringförmig angeordnete, parallele Stä be 12 aufweist, an die Schablone herangebracht. Die auf der Schablone erzeugten Spulenwindungen 14 fallen jeweils in zwei Zwischenräume zwischen den Stäben 12, wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich. Die Stäbe 12 sind fest verbunden mit einer Basis 16 in Form einer flachen Scheibe, mit Bezug auf deren Oberfläche sich die Stäbe 12 normal erstrecken. Die Scheibe 16 hat eine mittlere Durchgangsöffnung 18, die größer ist als ein in den Innenraum zwischen den parallelen Stäben einbeschriebener Kreis. Die in üblicher Weise von der Schablone abgestreiften, senkrecht nach unten zwischen die Stäbe 12 fallenden Spulenwindungen legen sich in im we sentlichen paralleler Lage auf die Oberfläche der scheiben förmigen Basis 16 des Übertragungswerkzeugs 10, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.In the method according to the invention, the transmission tool 10 shown in FIG. 1, which, like the otherwise usual coil receptacles, has parallel, parallel rods 12 , is brought up to the template. The coil windings 14 generated on the template each fall into two spaces between the rods 12 , as can best be seen in FIG. 5. The bars 12 are fixedly connected to a base 16 in the form of a flat disc, with respect to the surface of which the bars 12 extend normally. The disk 16 has a central through opening 18 which is larger than a circle inscribed in the interior between the parallel rods. The stripped in the usual way from the template, falling vertically downwards between the rods 12 coil turns lie in a substantially parallel position on the surface of the disk-shaped base 16 of the transfer tool 10 , as shown in Fig. 1.
Damit die Spulenwindungen 14 jeweils eine bestimmte Lage im
Übertragungswerkzeug 10 einnehmen, benutzt man eine Scha
blone mit einem wenigstens in einem Bereich polygonalen
Querschnitt, so daß die Spulenwindungen 14 im Übertragungs
werkzeug mindestens im Bereich radial innerhalb des Kranzes
der Stäbe 12 mit gegenüberliegenden, im wesentlichen gerad
linigen, konvergierenden Umfangsabschnitten 20 geformt wer-
den. Sie erstrecken sich jeweils von einem Spalt zwischen
zwei Stäben 12 aus in Richtung zum Zentrum der ringförmigen
Anordnung der Stäbe 12. Unmittelbar an der radial äußeren
Öffnung der Spalte zwischen den Stäben 12 oder mit einem
bestimmten, verhältnismäßig kurzen Abstand hinter dieser
Öffnung sind die radial nach außen divergierenden Umfangs
abschnitte 20 zueinander hin abgeknickt, so daß die sich
weiter nach außen erstreckenden Umfangsabschnitte im Bei
spielsfall parallel liegen. Die Spulenwindungen könnten an
den Stäben 12 auch noch stärker oder weniger stark als im
gezeigten Ausführungsbeispiel abgeknickt sein. Auf jeden
Fall verhindern die konvergierenden Umfangsabschnitte 20 in
Verbindung mit den Knicken 15 nahe der radial äußeren Seite
den Stäbe 12, daß sich die Spulenwindungen 14 relativ zum
Kranz der Stäbe 12 radial verlagern können. Die Länge der
konvergierenden Umfangsabschnitte 20 ist von der Lage der
Spulen im Übertragungswerkzeug kund von der radialen Er
streckung der Stäbe 12 und der Lamellen des Einziehwerk
zeugs abhängig. Im übrigen spielt die Form der Spulenwin
dungen für die Erfindung keine Rolle.So that the coil turns 14 each occupy a specific position in the transmission tool 10 , one uses a template with an at least in one area polygonal cross section, so that the coil turns 14 in the transmission tool at least in the area radially inside the ring of rods 12 with opposite, essentially straight-line, converging peripheral portions 20 are formed
the. They each extend from a gap between two rods 12 towards the center of the annular arrangement of the rods 12 . Immediately at the radially outer opening of the column between the rods 12 or with a certain, relatively short distance behind this opening, the radially outwardly diverging circumferential sections 20 are bent toward one another, so that the circumferentially extending sections in the case of a game are parallel . The coil turns could also be bent more or less strongly on the rods 12 than in the exemplary embodiment shown. In any case, the converging peripheral portions 20 prevent in conjunction with the buckling 15 near the radially outer side of the rods 12 so that the coil windings 14 can move relative to the rim of the bars 12 radially. The length of the converging peripheral portions 20 is known zeugs depending on the location of the coils in the transfer tool of the radial He stretching of the rods 12 and the disks of the hoist. Otherwise, the shape of the coil windings plays no role in the invention.
Auf der Schablone werden nacheinander Gruppen konzentri scher Spulen erzeugt. Fig. 5 zeigt eine aus zwei konzentri schen Spulen bestehende Gruppe. Dazu könnten auch noch wei tere konzentrische Spulen gehören. Die Seitenansicht nach Fig. 1 zeigt zwei diametral gegenüberliegende Spulengrup pen. Es versteht sich, daß das Übertragungswerkzeug 10 je nach der gewünschten Bewicklung des Stators mehr als zwei über den Umfang der ringförmig angeordneten Stäbe 12 ver teilte Spulen oder Spulengruppen aufnehmen kann, die sämt lich gemäß Fig. 5 durch ihre Form mit konvergierenden Um fangsabschnitten 20 und einem Knick 15 an der Außenseite der Stäbe 12 eine definierte Lage im Übertragungswerkzeug 10 haben.Groups of concentric coils are generated one after the other on the template. Fig. 5 shows a group consisting of two concentric coils. This could also include other concentric coils. The side view of FIG. 1 shows two diametrically opposed Spulengrup pen. It is understood that, depending on the desired winding of the stator, the transmission tool 10 can accommodate more than two coils or coil groups distributed over the circumference of the annularly arranged rods 12 , all of which are shown in FIG. 5 by their shape with converging peripheral sections 20 and a kink 15 on the outside of the rods 12 have a defined position in the transfer tool 10 .
Im unteren Bereich von Fig. 1 ist ein herkömmliches Ein ziehwerkzeug schematisch dargestellt. Es hat ringförmig an geordnete, parallele Einziehlamellen 22 und ringförmig an geordnete, parallele Deckstreifenlamellen 24. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, erstrecken sich die Deckstreifenlamellen 24, im Querschnitt gesehen, radial in Flucht mit den Einziehla mellen 22 und liegen an deren radial äußerer Seite an. Wei terhin gehört zu dem Einziehwerkzeug ein Einziehstern 26, der in Fig. 5 nicht gezeigt ist. Er ist durch eine Schub stange 28 angetrieben und im zentralen Raum zwischen den Lamellen 22, 24 axial verfahrbar.In the lower area of Fig. 1, a conventional drawing tool is shown schematically. It has a ring on ordered, parallel pull-in lamellae 22 and a ring on ordered, parallel cover strip lamellae 24 . As can be seen from FIG. 5, the cover strip lamellae 24 , seen in cross section, extend radially in line with the liner 22 and lie on their radially outer side. Wei terhin belongs to the pulling tool a pulling star 26 , which is not shown in Fig. 5. It is driven by a push rod 28 and axially movable in the central space between the slats 22 , 24 .
Da das gezeigte Einziehwerkzeug allgemein bekannt ist, ge nügt folgende kurze Funktionsbeschreibung: In der herkömm lichen Einziehtechnik werden die Spulen 14 entweder unmit telbar unter der Schablone in die Zwischenräume zwischen den Lamellen 22, 24 eingeführt oder mittels eines Übertra gungswerkzeugs, von dem die Spulen bei ihrer Übertragung auf das insgesamt mit 30 bezeichnete Einziehwerkzeug abge streift werden. Nachdem die Spulen in das Einziehwerkzeug 30 eingehängt worden sind, wird auf die oberen Enden der Einziehlamellen 22, gegen die freien Enden der Deckstrei fenlamellen 24 stoßend, ein in Fig. 3 mit 32 bezeichnetes Statorblechpaket aufgesetzt, das durch einen Niederhalter 34 gegen Abheben während des Einziehvorgangs gesichert wird. Während des Einziehvorgangs haben die Einziehlamellen 22 die Funktion, die scharfkantigen Statorzähne abzudecken und die Spulen 14 zu führen. Die Deckstreifenlamellen 24 haben die Aufgabe, Streifen aus Isoliermaterial, mit denen die Statornuten nach dem Einziehen der Spulen radial innen geschlossen werden, zu führen. Das Einziehen der Spulen er folgt durch den axial längs der Einziehlamellen 22 und durch die Bohrung des Stators 32 verfahrbaren Einziehstern 26. Es spielt für die Erfindung keine Rolle, ob ein Teil der Einziehlamellen 22 zusammen mit dem Einziehstern 26 axial verfährt oder über einen eigenen axialen Antrieb ver fügt. Fig. 3 zeigt beispielhaft links eine sich im wesent lichen nur bis etwas über die Oberkante des Stators er streckende und rechts eine mit dem Einziehstern 26 verfahr bare Einziehlamelle 22. Since the drawing tool shown is generally known, the following brief functional description is sufficient: In the conventional drawing technique, the coils 14 are either inserted directly under the template into the spaces between the lamellae 22 , 24 or by means of a transmission tool, from which the coils their transfer to the altogether designated 30 drawing tool are stripped. After the coils have been suspended in the pull-in tool 30 , on the upper ends of the pull-in fins 22 , against the free ends of the cover strip fins 24 , a stator laminated core, designated in FIG. 3 with 32 , is placed, which is held down by a hold-down 34 against lifting off during the Retraction process is secured. During the pulling-in process, the pull-in lamellae 22 have the function of covering the sharp-edged stator teeth and guiding the coils 14 . The cover strip lamellae 24 have the task of guiding strips of insulating material with which the stator slots are closed radially on the inside after the coils have been drawn in. The retraction of the coils he follows through the axially along the retractable lamella 22 and through the bore of the stator 32 movable star 26th It does not matter to the invention whether part of the pull-in slats 22 moves axially together with the pull-in star 26 or has its own axial drive. Fig. 3 shows an example on the left a stretching in wesent union only to something over the top of the stator and right a movable with the retractable star 26 pull-in lamella 22nd
Es ist ersichtlich, daß das Einziehwerkzeug 30 wesentlich komplizierter und teurer ist als das Übertragungswerkzeug 10, das z. B. auch aus Kunststoff bestehen kann.It can be seen that the pull-in tool 30 is much more complicated and expensive than the transfer tool 10 , which, for. B. can also consist of plastic.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Formgebung der Spulenwin dungen 14 gemäß Fig. 5 mit verhältnismäßig langen konver gierenden Umfangsabschnitten 20 und einem Knick 15 nahe der radial äußeren Seite der Stäbe 12 gestattet es, die Spulen 14 in der Weise auf das Einziehwerkzeug 30 zu überführen, daß das Übertragungswerkzeug 10 in koaxialer Ausrichtung mit dem Einziehwerkzeug und mit gleichgerichteten freien Enden der Stäbe 12 und der Lamellen 22, 24 auf das Einzieh werkzeug 30 aufgesetzt wird, wobei die in Fig. 2 gezeigte Lage erreicht wird. Während des Zusammenführens des Über tragungswerkzeugs mit dem Einziehwerkzeug dringen die La mellen 22, 24 durch die Spulen 14. Da das Zusammenführen der beiden Werkzeuge in einer bestimmten Drehwinkelstellung mit Bezug auf die Mittellängsachse erfolgt, in der im Quer schnitt gemäß Fig. 5 die Stäbe 12 radial in Flucht mit den Lamellen 22, 24 liegen, dringen die konvergierenden Um fangsabschnitte 20 der Spulenwindungen 14 in die Spalte zwischen den Einziehlamellen 22 und zwischen den Deckstrei fenlamellen 24 störungsfrei ein. Da die Spaltweite zwischen den Einziehlamellen 22 durch die Maße des Statorblechpakets am radial inneren Eingang der Statornuten vorgegeben ist und die Stäbe 12 auf einem größeren Radius liegen als die Einziehlamellen 22, müssen die Stäbe 12 breiter als die Einziehlamellen 22 sein, um zwischen den Stäben 12 ungefähr dieselbe Spaltweite zu erhalten wie zwischen den Einziehla mellen 22. Dabei ergibt sich für die Stäbe 12 eine zweck mäßige Form mit etwa rechteckigem Querschnitt, allerdings mit Bezug auf die ringförmige Anordnung radial ausgerichte ten Seitenflächen. Die radial inneren Flächen der Stäbe 12 können gemäß Fig. 5 an den Deckstreifenlamellen 24 anlie gen, es kann aber auch ein radialer Zwischenabstand zwi schen den Stäben 12 und den Deckstreifenlamellen 24 vorge sehen sein. Durch zweckmäßige Gestaltung der Berührungsflä chen läßt sich in einfacher Weise die gewünschte relative Drehwinkelstellung des Übertragungswerkzeugs bei dessen Aufsetzen auf das Einziehwerkzeug gewährleisten.The inventively provided shaping of the Spulenwin compounds 14 of FIG. 5 with relatively long Conver yawing peripheral portions 20 and a bend 15 near the radially outer side of the bars 12 makes it possible to transfer the coils 14 in such a way on the insertion tool 30 so that the transfer tool 10 is placed in coaxial alignment with the pull-in tool and with the free ends of the rods 12 and the slats 22 , 24 aligned in the same way on the pull-in tool 30 , the position shown in FIG. 2 being achieved. During the merging of the transmission tool with the insertion tool, the plates 22 , 24 penetrate through the coils 14 . Since the merging of the two tools takes place in a certain angle of rotation position with respect to the central longitudinal axis, in the cross section according to FIG. 5, the rods 12 lie radially in alignment with the slats 22 , 24 , the converging order portions 20 of the coil turns 14 penetrate the gap between the retractable lamellae 22 and between the cover strip lamellae 24 without interference. Since the gap width between the pull-in fins 22 is determined by the dimensions of the stator lamination stack at the radially inner entrance of the stator slots and the rods 12 lie on a larger radius than the pull-in fins 22 , the rods 12 must be wider than the pull-in fins 22 in order to be between the rods 12 to obtain approximately the same gap width as between the draw-in slats 22 . This results in an expedient shape for the rods 12 with an approximately rectangular cross section, but with respect to the annular arrangement of radially aligned side surfaces. The radially inner surfaces of the rods 12 can lie on the cover strip lamellae 24 according to FIG. 5, but it can also be seen a radial intermediate distance between the rods 12 and the cover strip lamellae 24 . By appropriate design of the contact surfaces, the desired relative angular position of the transfer tool can be ensured in a simple manner when it is placed on the insertion tool.
Da das Übertragungswerkzeug 10 mit seiner scheibenförmigen Basis 16 voran von oben auf die freien Enden der Lamellen 22, 24 aufgesetzt wird, muß bei dem erfindungsgemäßen Ver fahren das Übertragungswerkzeug 10 während des Einziehvor gangs auf dem Einziehwerkzeug 30 sitzen bleiben. Es stört dabei aber in keiner Weise und nimmt auch nicht am Einzieh vorgang teil. Nach dem Aufsetzen des Statorblechpakets auf die Lamellen 22, 24 des Einziehwerkzeugs befinden sich die freien Enden der Stäbe 12 mit Abstand unterhalb des Stator blechpakets, d. h. die Länge der Stäbe 12 und der Lamellen 22, 24 sind so abzustimmen, daß in der Ausgangsstellung nach Fig. 2 vor dem Einziehvorgang die Deckstreifenlamellen 24 über die Stäbe 12 hinausragen. Wenn dann der Einzieh stern 26 aufwärts fährt und dabei in herkömmlicher Weise die Spulen 14 mitnimmt, schiebt er sie zunächst aus den Spalten zwischen den Stäben 12 und dann gemäß Fig. 3 in die Nuten des Statorblechpakets 32. Es ändert sich durch das erfindungsgemäße Verfahren insoweit an dem herkömmlichen Einziehverfahren nichts. Lediglich das Aufbringen der Spu len 14 auf die Lamellen 22, 24 mittels des Übertragungs werkzeugs 10 ist anders, und es muß nach jedem Einziehvor gang, nach dem Abheben des nunmehr die Spulen 14 tragenden Statorblechpakets 32 auch das Übertragungswerkzeug 10 wie der vom Einziehwerkzeug 30 abgehoben werden.Since the transmission tool 10 with its disc-shaped base 16 is placed from above on the free ends of the lamellae 22 , 24 , the transmission tool 10 must remain seated on the insertion tool 30 during the insertion process in the method according to the invention. However, it does not interfere in any way and does not take part in the pull-in process. After the stator laminated core has been placed on the laminations 22 , 24 of the pull-in tool, the free ends of the rods 12 are located at a distance below the laminated laminated stator, i.e. the length of the rods 12 and the laminations 22 , 24 are to be coordinated so that in the starting position according to FIG protrude in front of the drawing-in the cover strip lamella 24 over the rods 12th. 2 Then when the retracting star 26 moves upwards and takes the coils 14 with it in a conventional manner, it first pushes them out of the gaps between the bars 12 and then according to FIG. 3 into the grooves of the stator laminated core 32 . As a result, the method according to the invention does not change anything in relation to the conventional drawing-in method. Merely the application of the spools 14 to the fins 22 , 24 by means of the transmission tool 10 is different, and it must be after each insertion process, after lifting the stator laminate core 32 now carrying the coils 14, the transmission tool 10 as well as that of the insertion tool 30 will.
Wenn mehrere Spulenlagen in ein Statorblechpaket einzuzie hen sind, werden nacheinander mehrere Übertragungswerkzeuge 10, die jeweils eine Spulenlage tragen, einzeln auf das Einziehwerkzeug 30 aufgesetzt. Nach dem Einziehen der er sten Lage wird das teilweise bewickelte Statorblechpaket abgehoben, das erste Übertragungswerkzeug 10 abgenommen, das zweite Übertragungswerkzeug mit weiteren Spulen sowie der teilweise bewickelte Stator aufgesetzt, ein weiterer Einziehvorgang durchgeführt, usw. Das Abnehmen und Wieder aufsetzen des Statorblechpakets beim Einziehen mehrerer Wicklungslagen ist auch bei den herkömmlichen Wickel- und Einziehverfahren erforderlich. Bei dem neuen Verfahren kommt lediglich das Aufsetzen und Abnehmen des Übertra gungswerkzeugs 10 hinzu. Da die Spulenwindungen 14 gemäß Fig. 5 beim Aufsetzen optimal ausgerichtet sind, kann die ses wesentlich schneller als bisher bei Verwendung von Übertragungswerkzeugen, vorzugsweise mittels eines Robo ters, geschehen. Der Zeitgewinn beim Aufsetzen überwiegt den zusätzlichen Zeitbedarf für das Abnehmen des Übertra gungswerkzeugs 10 vom Einziehwerkzeug 30 nach dem Einzieh vorgang beträchtlich. Für den Transport der von einem Robo ter auf das Einziehwerkzeug gesetzten und von diesem wieder abgenommenen Übertragungswerkzeuge zwischen dem Einzieh werkzeug und der Wickelschablone einer Wickelvorrichtung kommt jede geeignete Fördereinrichtung in Frage. Diese kann verhältnismäßig einfach sein, weil die Übertragungswerkzeu ge 10 mit ihrer scheibenförmigen Basis 16 und den mit die ser fest verbundenen Stäben 12 eine einfache Form haben und die Spulen 14 durch ihre Formgebung in ihrer Lage auf dem Übertragungswerkzeug 10 fixiert sind. Somit bestehen gute Voraussetzungen dafür, eine Vielzahl von Wickelvorrichtun gen im Parallelbetrieb arbeiten zu lassen. Die auf den ver schiedenen Wickelvorrichtungen mit Spulen versehenen Über tragungswerkzeuge 10 werden von der Fördereinrichtung dem erwähnten Roboter zugeführt, der sie mit kurzem Zeittakt auf das Einziehwerkzeug 30 aufsetzt und nach dem Einzieh vorgang wieder abnimmt und der Fördereinrichtung zum Rück transport zu den Wickelvorrichtungen übergibt.If a plurality of coil layers are to be drawn into a stator laminated core, a plurality of transfer tools 10 , each carrying a coil layer, are placed one after the other on the pull-in tool 30 . After pulling in the first layer, the partially wound stator laminated core is lifted off, the first transfer tool 10 is removed, the second transfer tool with additional coils and the partially wound stator is placed on it, another pulling-in process is carried out, etc. Winding layers are also required in the conventional winding and drawing-in processes. In the new method, only the installation and removal of the transmission tool 10 is added. Since the coil turns 14 are optimally aligned as shown in FIG. 5, when placed, can ses much faster than before, be done with the use of transfer tools, preferably by means of a Robo ters. The time saved when putting on outweighs the additional time required for removing the transmission tool 10 from the pull-in tool 30 after the pull-in process considerably. Any suitable conveyor is suitable for the transport of the transfer tools placed on and removed from the robot by a robot between the insertion tool and the winding template of a winding device. This can be relatively simple because the transmission tools 10 have a simple shape with their disk-shaped base 16 and the bars 12 firmly connected to the water and the coils 14 are fixed in their position on the transfer tool 10 by their shape. There are therefore good prerequisites for having a large number of winding devices work in parallel. The provided on the ver different winding devices with coils transmission tools 10 are supplied by the conveyor to the robot mentioned, which puts them on the pulling tool 30 with a short time cycle and decreases again after the pulling-in process and transfers the conveyor for transport back to the winding devices.
Die horizontale Lage der Spulenwindungen 14 auf der schei benförmigen Basis 16 des Übertragungswerkzeugs 10 ist der Beibehaltung der vorbestimmten Lage der Spulen im Übertra gungswerkzeug förderlich. Gleichzeitig hat die großflächige Auflage der Spulen auf der scheibenförmigen Basis 16 in Verbindung mit der definierten Lage der Spulen im Übertra gungswerkzeug 10 den Vorteil, daß man in sehr einfacher Weise die Spulen 14 vor dem Einziehvorgang vorformen kann, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist.The horizontal position of the coil turns 14 on the disc-shaped base 16 of the transfer tool 10 is conducive to maintaining the predetermined position of the coils in the transfer tool. At the same time, the large-area support of the coils on the disk-shaped base 16 in connection with the defined position of the coils in the transmission tool 10 has the advantage that the coils 14 can be preformed in a very simple manner before the drawing-in process, as is indicated in FIG. 4 .
Normalerweise liegt jede Spulenwindung vor dem Einziehen in einer geraden Ebene. Im eingezogenen Zustand hat sie je doch die in Fig. 4 oben gezeigte, gekrümmte Form. Die Kraft für das Biegen der Spulenwindungen aus ihrer geraden Ebene heraus erfordert eine zusätzliche Kraft, die über den An trieb des Einziehsterns 26 aufgebracht werden muß. Die ein zelnen Spulenwindungen werden deshalb beim Einziehvorgang stärker gegeneinander und gegen die Einziehlamellen 22 ge drückt. Dies wiederum führt zu größeren Reibungskräften und einer stärkeren Neigung der Spulenwindungen, sich in den schmalen Spalten zwischen den Einziehlamellen 22 zu ver klemmen. Mit der Vorformung der Spulen gemäß Fig. 4 können diese Nachteile wesentlich vermindert werden.Usually, each coil turn is in a straight plane before being drawn in. In the retracted state, however, it has the curved shape shown in FIG. 4 above. The force for bending the coil turns out of their straight plane requires an additional force, which must be applied to the drive on the retractor 26 . The individual coil turns are therefore pressed more strongly against each other during the pull-in process and against the pull-in lamellae 22 . This in turn leads to greater frictional forces and a greater tendency of the coil turns to jam in the narrow gaps between the pull-in slats 22 . With the preforming of the coils according to FIG. 4, these disadvantages can be substantially reduced.
Die Vorformung der Spulen 14 erfolgt in einfacher Weise mit einem in Fig. 1 oben gezeigten Biegewerkzeug, welches aus einer Spannplatte 36 und einem Biegestempel 35 besteht. Während die Spulen 14 auf der scheibenförmigen Basis 16 des Übertragungswerkzeugs 10 liegen, werden sie mittels der Spannplatte 36 im Bereich radial außerhalb der ringförmigen Anordnung der Stäbe 12 gegen die Basis 16 angedrückt und dadurch festgespannt. Dann fährt der Biegestempel 36 von oben in den zentralen Raum zwischen den Stäben 12 gegen die radial inneren Bereiche der Spulen. Um sie zuverlässig zu erfassen und am Ausweichen zu hindern, kann der Biegestem pel 26 mit Vorsprüngen 40 versehen sein, die in die Spulen eingreifen. Indem der Biegestempel 38 die im Übertragungs werkzeug 10 radial innersten Bereiche der Spulen nach un ten, in die zentrale Öffnung der scheibenförmigen Basis 16 hinein drückt und dabei entsprechend verformt, erhalten die Spulen bereits angenähert - dargestellt ist die ideale Ver formung - die in Fig. 4 oben gezeigte Form, die sie am Ende des Einziehvorgangs haben.The coils 14 are preformed in a simple manner with a bending tool shown at the top in FIG. 1, which consists of a clamping plate 36 and a bending punch 35 . While the coils 14 lie on the disk-shaped base 16 of the transfer tool 10 , they are pressed against the base 16 by means of the clamping plate 36 in the region radially outside the annular arrangement of the rods 12 and are thereby clamped. Then the punch 36 moves from above into the central space between the bars 12 against the radially inner areas of the coils. In order to reliably detect them and prevent them from evading, the bending die 26 can be provided with projections 40 which engage in the coils. By the punch 38 pushes the radially innermost areas of the coils in the transmission tool 10 down into the central opening of the disk-shaped base 16 and deforms it accordingly, the coils are already approximated - the ideal deformation is shown - which is shown in FIG. 4 shape shown above, which you have at the end of the pulling process.
Der Biegevorgang mittels des Biegestempels 38 kann vor dem Aufsetzen des Übertragungswerkzeugs 10 auf das Einziehwerk zeug 30 stattfinden, wobei dessen Lamellen den Biegevorgang nicht behindern. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Vorformen nach dem Aufsetzen des Übertragungswerkzeugs 10 auf das Einziehwerkzeug 30 durchzuführen, wenn gemäß Fig. 5 im zentralen Innenraum zwischen den Einziehlamellen 22 ge nügend platz vorhanden ist, wobei der Einziehstern 26 eine entsprechend zurückgezogene Stellung einnimmt. Ein auf ihm befestigter Stab 42, der in bekannter Weise zum Abheben ei nes auf die freien Enden der Lamellen 22 aufgesetzten Aus richtsterns benutzt wird, kann in eine zentrale Bohrung im Biegestempel 38 eindringen.The bending process by means of the punch 38 can take place before the transfer tool 10 is placed on the drawing-in tool 30 , the slats of which do not impede the bending process. However, there is also the possibility of performing the preforming after the transfer tool 10 has been placed on the pull-in tool 30 if there is sufficient space in the central interior between the pull-in slats 22 according to FIG. 5, the pull-in star 26 assuming a correspondingly retracted position. A rod 42 fastened on it, which is used in a known manner for lifting egg nes placed on the free ends of the slats 22 from straightening star, can penetrate into a central bore in the punch 38 .
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß sie praktisch keine Änderungen an den herkömmlichen Wickel- und Einziehvorrich tungen erfordert. Es genügen angepaßte Halterungen, um die Übertragungswerkzeuge 10 in der Wickelvorrichtung unter der Schablone zu halten und auf der Einziehvorrichtung festzu legen, nachdem sie auf das Einziehwerkzeug aufgesetzt wor den sind. Selbst die einfache Form der Übertragungswerkzeu ge 10 gestattet noch Abwandlungen gegenüber dem gezeigten Ausführungsbeispiel nicht nur hinsichtlich der Form der Stäbe, sondern auch hinsichtlich der Art der Befestigung an der scheibenförmigen Basis. Sie können z. B. einstückig mit dieser geformt, angeschraubt oder angeschweißt sein. Die Ausbildung des zentralen Bereichs der Basis 16 in Form ei nes naben- oder kragenförmigen Ansatzes auf der Unterseite der Scheibe erleichtert die genaue Positionierung, das Er greifen mittels eines Roboters und das Festlegen an den Wickel- und Einziehvorrichtungen. Damit läßt sich auch der für das Verformen der Spulen gemäß Fig. 4 erforderliche Ab stand zwischen der Oberfläche der Basis 16 und der Obersei te des Einrichtsterns 26 gewinnen. Die außen z. B. runde scheibenförmige Basis 16 kann auch insgesamt oder auf der Oberseite eine konische Form haben. Durch einen wulstförmi gen, umlaufenden Vorsprung oder eine Vielzahl einzelner Vorsprünge auf der Oberseite kann ebenfalls die radiale La ge der Spulen gesichert werden. Diese Maßnahme kann alter nativ oder zusätzlich zu den gemäß Fig. 5 in die Spulenwin dungen 14 eingeformten Knicken getroffen werden.The invention has the advantage that it requires practically no changes to the conventional Wickel and Einziehvorrich lines. It is sufficient adapted brackets to hold the transfer tools 10 in the winding device under the template and to fix it on the puller after they have been placed on the puller. Even the simple shape of the transmission tool 10 allows modifications to the embodiment shown not only in terms of the shape of the rods, but also in terms of the type of attachment to the disk-shaped base. You can e.g. B. be integrally formed with this, screwed or welded. The formation of the central region of the base 16 in the form of a hub-shaped or collar-shaped attachment on the underside of the disk facilitates the precise positioning, the gripping by means of a robot and the fixing on the winding and retracting devices. So that also leaves the for deforming the coils of FIG. 4 required from standing between the surface of the base 16 and the Obersei th of Einrichtsterns 26 win. The outside z. B. round disk-shaped base 16 can also have a conical shape overall or on the top. The radial position of the coils can also be secured by a bead-shaped, circumferential projection or a plurality of individual projections on the top. This measure can be taken alternatively or in addition to the formed in the coil openings 14 according to FIG. 5 kinks.
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