DE2001677B2

DE2001677B2 - Vorrichtung zum Einziehen von Spulen in die Nuten eines Stators elektrischer Maschinen

Info

Publication number: DE2001677B2
Application number: DE2001677A
Authority: DE
Inventors: Ind. Fort Wayne; Donad E. Hill; Stanley D. Brighton Mich. Payne; Robert G. Walker
Original assignee: Industra Products Inc
Current assignee: Industra Products Inc
Priority date: 1969-01-16
Filing date: 1970-01-15
Publication date: 1975-01-09
Also published as: DE2001677A1; US3828830A; GB1274561A; JPS5149042B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einziehen von Spulen in die Nuten eines Stators elektrischer Maschinen, mit mehreren auf einer Transporteinrichtung befindlichen, jeweils einen Satz kreisförmig angeordneter Führungsfinger aufweisenden Einziehköpfen, von denen jeder mittels der Transporteinrichtung von einer Übergabestation, in der die vorgewikkelten Spulen auf die Führungsfinger übertragen werden, in eine Einziehstation überführbar sind, in der der Stator auf die Führungsfinger aufgesetzt wird und die Spule mittels eines axial in bezug auf den Stator bewegliehen Einziehdorns in die Nuten des Stators eingezoeen werden.

Es sind bereits Vorrichtungen zum Einziehen von Spulen in die Nuten elektrischer Maschinen bekannt, die einen Einziehkopf mit einem Satz kreisförmig angeordneter FQhrungsfinger aufweisen. Pie Spulen werden manuell auf diese Führungsfinger aufgehängt, und anschließend wird der Stator aufgesetzt, worauf die Spulen mittels eines axial in bezug auf den Stator beweglichen Einziehdorns, der durch eine Antriebsstange betätigt wird, in die Nuten des Stators eingezogen wer-

.0 den (US-PS 3 324 536 und 3 377 690). Aufgrund der erforderlichen manuellen Tätigkeiten ist dieses Einziehverfahren relativ langsam und unwirtschaftlich.

Es ist ferner bereits bekannt, dieses Verfahren mittels einer Vorrichtung m automatisieren, bei der auf

is einer Transporteinrichtung mehrere Einziehköpfe angeordnet sind, von denen jeder mittels der Transport einrichtung von einer Übergabestation, in der die vorgewickelten Spulen auf die Führungsfinger übertragen werden, in eine Einziehstation überführbar in, in der der Stator auf die Führungsfinger aufgesetzt wird. In dieser Einziehstation ist ein Einziehdorn angeordnet, der mit dem jeweils in der Einziehstation befindlichen Einziehkopf zusammenarbeitet (»Die elektrische Ma schine« 1968 S. 355 bis 361). Bei dieser Lösung ist je doch nicht die exakte Führung des Einziehdorns in bezug auf den Einziehkopf und damit auf die Nuten des auf den Einziehkopf aufgesetzten Stators gewährleistet, die erforderlich ist, um die Spulen in präziser Weise in die Nuten des Stators einzuziehen.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine genaue Führung des Einziehdorns in bezug auf den Einziehkopf und damit auf die Nuten des Stators zu erzielen, wobei eine möglichst einfache Betätigung des Ein ziehdorns gewährleistet sein soll.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedem Einziehkopf ein Einziehdorn zugeordnet ist, welcher in der Einziehstation mittels einer durch eine öffnung der Transporteinrichtung verschiebbaren Antriebsstange betätigbar ist, deren Ende mit dem Einziehdorn derart kuppelbar ist daß sich die Antriebsstange beim Einziehhub mit dem Einziehdorn verbindet und beim Rückwärtshub vom Einziehdorn löst.

Da erfindungsgemäß jedem Einziehkopf ein Einziehdorn zugeordnet ist, läßt sich die erforderliche genaue Führung des Einziehdorns in bezug auf den Einziehkopf bzw. auf die Nuten des Stators, der auf dem Einziehkopf aufgesetzt ist, erzielen. Zudem ergibt sich ein einfach aufgebauter Antrieb für den jeweiligen Einziehdorn in der Einziehstation, da der mit dem Einziehkopf in die Einziehstation gelangende Einziehdorn lediglich mit einer in der Einziehstation angeordneten Antriebsstange gekuppelt werden muß.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Kupplung zwisehen dem Einziehdorn und der Antriebsstange ergibt sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert Es zeigt

P\gA eine Seitenansicht einer effindufigsgemäßen Vorrichtung, vorzugsweise zum Herstellen und Einbringen der Ständerwicklung in die Nuten zweipoliger Elektromotoren, Fig.2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 1,

F i g. 3 eine Ansicht der Vorrichtung der F i g. 1 von rechts, F i g. 4 eine Ansicht der Vorrichtung der F i g. 1 von

links,

F i g. 5 einen vertikalen Schnitt durch die Spulen und Nuthülseneinziehstation und

Fig,6 und 7 je einen Vertikalschnitt durch einen Einziehdorn.

In den F i g. I bis 4 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Wickeln und Einsetzen der Ständerwicklungen um die Nuten von zweipoligen Elektromotoren dargestellt

Die Vorrichtung 1 enthält unter anderem einen Rundschalttisch 3, der um eine vertikale Mittelachse drehbar ist und zwei mit Führungsfingern versehene Einziehköpfe 5Λ und 5B trägt, die sich diametral gegenüberliegen. Jeder Einziehkopf kann zwei Spulengruppen aufnehmen und in die Nuten eines Ständers S einsetzen, der dem Kopf Ober den eingehängten Spulen zugeführt wird. Der Rundschalttisch läßt sich in 180°- Schritten weiterschalten, wodurch der eine Einziehkopf von einer Spulenübergabestation 7 zu einer Spulen- und NuthOlsenemziehstation 9 gelangt, während gleichzeitig der andere Einziehkopf von der Spulen- und Nuthülseneinziehstation 9 zur Spulenübergabestation 7 geht. Ein Spulenwickler 11 enthällt Einrichtungen zur Übergabe der gewickelten Spulen auf den jeweils in der Übergabestation befindlichen Einziehkopf 5Λ oder 5Ä Nach Übergabe der Spule auf den Einziehkopf in der Übergabestation wird der Schalttisch 3 weitergedreht, so daß dieser Einziehkopf zur Spuleneinziehstation 9 gelangt, wo eine Spulen- und Nuthülsentreibeinheit 13 die Spulen und Nuthülsen in die Nuten eines Ständers S einsetzt, der dem Kopf zugeführt wird. In den F i g. 1 und 2 befindet sich der Einziehkopf 5Λ in der Übergabestation 7 und der Einziehkopf 5 B in der Einziehstation 9.

Der Spulenwickler 11 weist einen Revolverkopf 15 auf, der um eine vertikale Mittelachse drehbar ist und an einer annähernd rechteckigen Platte 21 ein erstes Paar Spulenformen Fl und Fl und ein zweites Paar Spulenformen Fi und F4 trägt Die beiden Paare sind um 180° am Revolverkopf versetzt und liegen somit diametral gegenüber. Jede der Spulenformen Fl bis F4 ist zur Wicklung einer Spulengruppe für eine Polwicklung vorgesehen. Der Revolverkopf 15 ist in 189°-Schritten drehbar, wodurch eines der Spulenformpaare von einer Wickelstation 17 zur Übergabestation 7 und das andere Spulenformpaar von der Übergabestation zur Wickelstation gebracht wird. Auf die Spulenformpaare werden in der Wickelstation zwei Spulengruppen gewickelt, während an der Übergabestation zwei vorher gewickeive Spulengruppen von dem an der Übergabestation befindlichen Spulenformpaar auf einen der Einziehköpfe 5Λ oder 55 übertragen wird.

In der Wickelstation 17 befindet sich ein Flyer 19, der zunächst eine erste Spulengruppe auf die erste Spulenform wickelt und sich dann weiterbewegt und eine zweite Spulengruppe auf die zweite Form des gleichen Spulenformpaares wickelt. In der F i g. 2 befindet sich beispielsweise das Spulenformpaar Fi und Fi in der Wickelstation. Der Flyer wickelt zuerst eine Spulen· gruppe auf die Form Fi und nach Weiterbewegung eine Spulengruppe auf die Form Fl. In der Zwischenzeit werden zwei vorher gewickelte Spulengruppen von den Formen F3· und M auf den Einziehkopf 54 übertragen, der sich in der Übergabestation 7 befindet.

Gemäß F i g. 5 weist jeder Einziehkopf SA bzw. SB einen Satz Fühningsfinger 23 und Nuthülsenführungs-

l 25 auf, die im Abstand in einem Kreis zwischen einem geriffelten Fingerhalter 27 und einer diesen umgebenden Rosette 29 nach oben ragen. Der Fingerhalter 27 ist ein zylindrisches Rohr mit einer Riffelung in Längsrichtung, Die Führungsfinger 23 verlaufen in der Riffelung und ragen zwischen dem Fingerhalter 27 und der Rosette 29 nach oben, wobei die unteren Enden der Führungsfinger an einem Kopf 3t am unteren Ende des Fingerhalters angreifen. Die Führungsfinger liegen mit ihrer Außenseite auf einem Kreis, dessen Durchmesser demjenigen der Ständerbohrung entspricht, so daß der Ständer 5 verschiebbar auf den Führungsfingern sitzt Die Anzahl der Führungsfinger entspricht der Anzahl der Ständernuten, so daß sich der Ständer auf die Führungsfinger bringen läßt wobei die Nuten mit den Fingern an der Außenseite fluchten. Die Nuthülsenführungselemente 25 liegen mit ihren Innenseiten im Längsauskehlungen der Außenseite der Führungsfinger 23. Sie ragen zwischen dem Fingerhalter und der Rosette an der Außenseite der Führungsfinger nach oben und hören kurz vor dem oberen Ende der Führungsfinger auf. Stellschrauben 33 und 35 greifer, mit dem inneren Ende an den Nüthülsenführungselementen an und klemmen diese mit de>? Führungsfingern in ihrer Lage fest. Die Rosette 29 besitzt einen nach außen ragenden Flansch 37 an ihrem unteren E**de. Der Rundschalttisch 3 besitzt um 180° versetzt zwei abgestufte öffnungen 39. jeder der Einziehköpfe 5A und 5ß sitzt mit dem unteren Ende seiner Rosette 29 in einer entsprechenden öffnung 39, wobei der Flansch 37 auf einer Schulter 41 der öffnung aufsetzt und am Tisch beispielsweise durch Schrauben 43 gehalten wird.

Ein Einziehdorn 45. der die auf den Führungsfingern 23 eingehängten Spulen in die Nuten des Ständers schiebt, ist innerhalb der Anordnung dar Führungsfinger 23 axial verschiebbar angeordnet Der Einziehdorn weist, wie die F i g. 6 und 7 zeigen ein Hauptteil 47 in Form eines Ringes mit radialen Rippen 49 auf, die zwischen den Führungsfingern 23 liegen. Das obere Ende des Hauptteils 47 ist konisch. Im ringförmigen Hauptteil 47 ist eine öffnung, die derart abgestuft ist, daß eine nach oben zeigende Schulter 51 entsteht. Eine konische Nase 53 ist mit ihrem unteren Ende am Hauptteil 47 angeschraubt und besitzt eine sich verjüngende Spitze 55. In der öffnung im Hauptteil 47 sitzt ein Kugelkäfig 57. Eine Büchse 59 umschließt den Käfig in der Öffnung des Hauptteils 47. Die Büchse weist eine innere Ringnut 61 und einen Außenflansch 63 auf. Der Käfig besitzt sich verjüngende Löcher 65, in denen durch die Büchse 59 Rastkugeln 67 eingeschlossen sind. Eine Zylinderdruckfeder 69 wirkt von der Nase 53 gegen den Flansch 63 der Büchse nach unten und drückt diese unten heraus, bis der Flansch auf die SchulterSl trifft, so daß Jas untere Ende der Büchse aus der Unterseite des Hauptteils 47 und der Unterseite des Käfigs herausragt. In dieser Stellung der Büchse liegt die Ringnut 61 unter den Kugeln 67, so daß diese aus den Löchern 65 in den Raum im Käfig 57 vorspringen. Die Büchse ist gegen die Kraft der Fe.^J.er 69 nach oben relativ zum Käfig und dem Hauptteil 47 in eine Stellung verschiebbar, in der die Ringnut! 61 in Höhe der Kugel 67 liegt, so daß die Kugeln in diese eintreten können.

An der Sipuleneinziehstation 9 trägt der Maschinen* ständer eine horizontale Platte 71, die mit einer kreisförmigen öffnung 73 versehen ist Jeder der Einziehköpfe 5Λ und SB fluchtet mit diesen öffnungen, wenn die Einzieltiköpfe zur Spuleneinziehstation gebracht sind. Zwischen dem Schalttisch 3 und der Platte 71 ist etwas Spiel, so daß sich der Schalttisch drehen kann.

Zwischen einer Bodenplatte 75, die auf dem Maschinenständer ruht, und der Platte 71 verlaufen zwei vertikale Distanzstangen 77. Ein Schlitten 79 ist zur vertikalen Auf- und Abbewegung mittels zweier vertikaler Kugelmutter-Gewindespindeln 81 geführt und wird von einem umkehrbaren Hydraulikmotor über ein Getriebe 83 angetrieben. Der Schlitten greift mit Kugelmutter 85 in das Gewinde der Gewindespindeln ein. Letztere sind oben in vertikalen Lagern 87 drehbar belagert Die unteren Enden der Gewindespindeln sind in Lagern 89 in Öffnungen 91 der Bodenplatte 75 gelagert.

Eine rohrförmige Führung 93 ist in der Öffnung 73 der Platte 71 befestigt An dem unteren Ende der Führung ist eine horizontale Platte 95 befestigt die Löcher 97 für die Gewindespindeln 81 besitzt. Die oberen Gewindespindellager 87 sind mit Schrauben 99 an der Platte 95 befestigt Die Führung 93 umschließt ein zylindrisches Nuthülsenmagazin 101, das zwischen den Platten 71 und 95 vertikal verläuft

Vom Schlitten 79 gehen Nuthülsenstößel 103 und eine Antriebsstange 105 für den Einziehdorn 45 nach oben. Die Antriebsstange 105 ist in der rohrförmigen Führung 93 auf- und abbewegbar. Wenn sich der Schlitten in seiner untersten zurückgezogenen Stellung befindet ist das obere Ende der Antriebsstange 105 am unteren Ende der Führung 93. Bei Aufwärtsbewegung des Schlittens geht die Antriebsstange 105 durch die Führung nach oben. Am oberen Ende der Antriebsstange 105 ist eine ringförmige Umfangsnut 107 vorgesehen.

Das erste Arbeitsspiel der Vorrichtung beginnt mit dem Wickeln einer ersten Spulengruppe auf eine der Spulenformen in der Wickelstation 17. Es folgt dann das Wickeln einer zweiten Spulengruppe auf der anderen Spulenform in der Wickelstation, dann das Weiterschalten des Revolverkopfes 15 zur Weiterleitung der zwei gewickelten Spulengruppen zur Übergabestation 7. wo die Übergabe der Spulengruppen auf den dort befindlichen Einziehkopf erfolgt Dann wird der Schalttisch 3 weitergedreht so daß der Einziehkopf zur Einziehstation 9 gelangt wo die beiden Spulengruppen in die Nuten des Ständers S eingezogen werden. In der Einziehstation ist der rohrförmige Fingerhalter 27 axial mit der rohrförmigen Führung 93 für die Antriebsstange 105 ausgerichtet Dem oberen Ende der Führungsfinger 23 ist ein Ständer S zugeführt Nun werden die Gewindespindeln 81 gedreht so daß ge 105 geht in der Bohrung des Fingerhalters 27 nach oben, gelangt mit ihrem oberen Ende in den Kugelkäfig 57 des Einziehdorns 45 und schiebt bei der weiteren Aufwärtsbewegung den Einziehdorn 45 nach oben. Bei dieser Bewegung schiebt der Einziehdorn 45 die Spulen von den Führungsfingern 23 in die Ständernuten. Außerdem wird bei dieser Aufwärtsbewegung des Einziehdorns die Büchse 59 durch die Feder 69 nach unten gedrückt, wodurch die Kugeln 67 in die ringförmige ίο Umfangsnut 107 der Stange 105 gedrückt werden und somit diese mit dem Einziehdorn verbinden (siehe F i g. 6). Darauf wird über die Gewindespindel 81 der Schlitten 79 nach unten bewegt wodurch auch die Stange 105 und die Nuthülsenstößel 103 nach unten gezogen werden. Da die Kugel 67 die Stange 105 mit dem Einziehdorn 45 verbinden, wird dieser von der Stange in seine in der F i g. 5 gezeigte, zurückgezogene Position gebracht Wenn das untere Ende der Büchse 59 am oberen Ende des rohrförmigen Fingerhalters 27 zum Anliegen kommt bewegt sich der Einziehdorn gegenüber der Büchse, bis die Nut 61 in der Büchse in der Höhe der Kugeln 67 liegt so daß die Kugeln in die Nut eintreten und somit die Stange 105 vom Einziehdorn lösen (F i g. T). Nach dem Zurückziehen der Stange 105 2s läßt sich der Schalttisch 3 weiterdrehen.

N&di dem Überführen der beiden Spulengruppen von dem Einziehkopf 5A in den Ständer 5 wird dieser vom Einziehkopf SA abgenommen, so daß das erste Arbeitsspiel beendet ist

Während des nächsten Arbeitsspiels wird der Revolverkopf 15 mit zwei auf den Spulenformen F3 und F4 gewickelten Spulengruppen um 180° im Gegenuhrzeigersinn weitergedreht wodurch diese Spulenformen zur Übergabestation 7 gelangen und die Spulenformen fl und Fl zur Wickelstation 17 zurückgeführt werden (F i g. 2). Die beiden Spulengruppen werden auf den jetzt in der Übergabestation befindlichen Einziehkopf 50 übergeben, und der Schalttisch 3 wird weitergedreht so daß der Einziehkopf SB zur Einziehstation 9 gelangt und die beiden Spulengruppen in die Nuten des nächsten Ständers eingelegt werden, der dem Einziehkopf SB in der Einziehstation zugeführt wird. Die Vorrichtung ermöglicht somit in aufeinanderfolgender Schritten die Übergabe der Spulengruppen auf einer Einziehkopf zunächst von dem einen und dann von dem anderen Spufenformpaar. Während Spulengruppen aul den Einziehkopf in der Übergabestation 7 libertrager werden und andere Spulengruppen in der Einziehsta tion B ie einem Ständer überführt werden, können dt«

hem BSe HSfsenstöBel 103 schieben die Nuthülsen aus dem Hfllsiimm 101 in die Ständernuten. Die Stankell werden» so daß sich eine hohe Pfoduktionsrate er gibt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einziehen von Spulen in die Nuten eines Stators elektrischer Maschinen, mit mehreren auf einer Transporteinrichtung befindlichen, jeweils einen Satz kreisförmig angeordneter Führungsfinger aufweisenden Einziehköpfen, von denen jeder mittels der Transporteinrichtung von einer Übergabestation, in der die vorgewickelten Spulen auf die Führungsfinger übertragen werden, in eine Einziehstation überführbar sind, in der der Stator auf die Führungsfinger aufgesetzt wird und die Spulen mittels eines axial in bezug auf den Stator beweglichen Einziehdorns in die Nuten des Stators eingezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Einziehkopf (5Λ, 5B) ein Einziehdorn (45) zugeordnet ist, welcher in der Einziehstation (9) mittels einer durch eine öffnung der Transporteinrichtung (Rundschalttisch 3) verschiebbaren AntriebsEtange (105) betätigbar ist, deren Ende mit dem Einziehdorn derart kuppelbar ist, daß sich die Antriebsstange beim Einziehhub mit dem Einziehdorn verbindet und beim Rückwärtshub vom Einziehdorn löst

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung zwischen dem Einziehdorn (45) und der Antriebsstange (105) als Kugelkäfig-Kupplung ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelkäfig (57) mit Rastkugeln (67) im Einziehdorn (45) angeordnet ist und daß der Kugelkäfig (57) durch eine eine innere Ringnut (61) zur Aufnahme der Rastkugcln _ν·ΐ7) aufweisende Büchse (59) umschlossen wird, die axial verschiebbar ist und unter der Wirkung einer Zylinderdruckfeder (69) steht

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsstange (105) als Gegenraste für die Rastkugeln (67) an einem Ende eine radiale Umfangsnut (107) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruvh 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (59) durch einen Anschlag axial gegenüber dem Käfig (57) entgegen der Wirkung der Zylinderdruckfeder (69) derart verschiebbar ist, daß die Rastkugeln (67) in die Ringnut (61) der Büchse (59) eintreten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch das obere Ende eines rohrförmigen Führungsfingerhalters (27) gebildet ist.