DE2162145A1 - Vorrichtung zum wickeln von spulen fuer statoren elektrischer maschinen - Google Patents

Description

Pat ent anv/ä It e Dipl.-Ing. V/.Boyer MpI.-Wirtsch.-Ing. B.Jochem

6 Frankfrut am Main . IPreiherr-vom-Stein-Str. 18

Bi Sachen : ■ ' ·

Fa. Balzer & Dröll KG -216214

6368 Bad Vilbel
Postfach 92

Vorrichtung zum Wickeln von

Spulen für Statoren elektrischer g

Maschinen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Wickeln von Spulen für Statoren elektrischer Maschinen auf einer xrääacxaebQQQenc Schablone, . deren Querschnitt zwisehen einer v/eiten Wickelstellung und einer engen Abnahmestellung veränderbar ist.

Bei der Herstellung von Statoren elektrischer Maschinen werden nach einem gebräuchlichen Verfahren die Spulen auf Schablonen gewickelt und dann in den Stator eingezogen. Es wird dabei für alle Spulen eines bestimmten Sfetors, die sich über denselben Winkelbereich des Stators erstrecken, zum Wickeln derselbe Schablonenquerschnitt benutzt. Dieser muß so groß bemessen sein, daß diJ^em Stator radial am weitesten außen liegenden Spulen einwandfrei eingezogen und in ihre vorbestimmte Lage gebracht werden können. Derselbe Querschnitt erweist sich dann aber für die radial inneren Spulen als zu groß, was' sich darin äußert, daß die über die Stirnflächen des Statorblechpakets hervorstehenden sogenannten Wicklungsköpfe größer sind als bei den äußeren Spulen. Hierauf könnte, wenn mehrere Schablonen zur Verfügung

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stehen, dadurch Rücksicht genommen werden, daß die äußeren Spulen auf größere Schablonen gewickelt v/erden als die inneren Spulen. Wird Jedoch nur mit einer einzigen Schablone gearbeitet, so lassen sich bei den bisher bekannten Vorrichtungen unterschiedlich große Wicklungsköpfe nicht vermeiden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Wickelvorrichtung zu schaffen,-mit welcher sich hintereinander auf derselben Schablone ohne besondere Umrüstung Spulen oder Spulengruppen mit je nach ihrer bestimmungsgemäßen Lage im Stator unterschiedlichen Durchmesseinwickeln lassen, so daß nach dem Einziehen die Wicklungsköpfe der radial inneren Spulen im wesentlichen nur ebenso weit über die Stirnflächen des Stators hervorstehen wie die der" radial äußeren Spulen.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schablonen in mehreren Wickelstellungen mit unterschiedlichem Querschnitt einstellbar sind. Es wird dadurch der Vorteil erreicht, daß durch die gewonnenen unterschiedlichen Spulenweiten nach dem Einziehen der Spulen in den Stator die Wicklungsköpfe besser geordnet liegen und nicht erst mit größerem Kraftaufwand geformt vierden müssen. Die bewickelten Statoren sind leichter, und wegen der flacheren Wicklungsköpfe können auch die Gehäuseabmessungen kleiner gehalten werden. Alle Vorteile gelten insbesondere für größere Statoren mit verhältnismäßig tiefen Hüten von zum Beispiel 30 mm und mehr. Die geringfügigen Auswirkungen der unterschiedlichen Spulendurchmesser auf die elektrischen und magnetischen Eigenschaften des Stators fallen praktisch deshalb nicht ins Gewicht,weilalle Pole bzw. Phasen gleichmäßig betroffen sind.

Die Einstellung der Schablonen auf eine Mehrzahl unterschiedlicher V/icke !querschnitte kann auf verschiedene Weise verwirklicht werden. In einer bevorzugten praktischen Ausführung sind die Schablonen in an sich bekannter Weise in einer oder mehreren

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Axialeboncn geteilt und die Schabloncnteile durch an einer axial bewegbaren Schubstange angelenkte Hebel längs radialer Führungen bewegbar, wobei die verschiedenen Wickeleteilungen durch inehrerG mit' der Schubstange zusammenwirkende, wahlweisc in Wirkungsstellung verfahrbare Anschläge bestimmt sind.. Es versteht 'sich, daß daneben dem Fachmann eine Vielzahl vielterer konstruktiver Möglichkeiten offen steht, um zu Schablonen zu gelangen, die sich auf verschiedene Querschnitte umschalten lassen. Beispielsweise könnten statt der erwähnten wahlweise in Eingriff zu bringenden Anschläge

in Bewegungsrichtung eines·Schablonenteils oder eines Teils des Verstellgetriebes hintereinander mehrere Schalter angeordnet sein, die auf den Verstellantrieb wirken und durch ihre Lage jeweils einen bestimmten Schablonenquerschnitt definieren. Auch sonstige bekannte Steuerungen, die dazu dienen, bestimmte Teile in unterschiedliche Positionen zu verfahren, könnten Anwendung finden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Wickelvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2a,b,c,d Längs rohiiitte durch den Verstellmechanismus der Schablone der Wickelvorrichtung nach Fig. in ¹V verschiedenen Stellungen;

Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch den Betätigungsmechanismus in größerem Naßstab als in Fig. 2a-d entsprechend der Schnittlinie IH-III in Fig. 4-;

Fig. 4 eine vereinfachte Rückansicht auf den Vorrichtungsteil nach Fig. 3 in Blickrichtung IV.

Die in Fig. 1 vereinfacht dargestellte Wickelvorrichtung besitzt eine am Maschinengestell 10 drehbar gelagerte Schablone 12,

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die iliren Drehantrieb von einem Elektromotor 1.4- .über ein Getriebe 16 erhält. Zum Wickeln von Spulen wird der "rotierenden Schablone 12 von einem insgesamt mit 18 bezeichneten Drahtführer aus der Wickeldraht zugeführt. Während des Wickelhs ist die Schablone '12, die aus zwei oder mehr Teilen bestehen • kann, aufgespreizt, und zum Abnehmen der fertig gewickelten Spulen v/erden die Schablonenteile einander angenähert, so daß der nur noch locker daraufliegende Draht leicht herunter genommen werden kann. Zum radialen Aus einher- hzvi. Zusammenfahren der Schablonenteile sind diese mittels T-Nuten an ^ Schiebern 20 festgeschraubt, welche durch eine Stangenführung 22 an einer Planscheibe 24- geführt und mittels einer axial beweglichen Schubstange 26 und ah dieser sowie an den Schiebern 20 angelenkter Laschen 28 in radialer lichtung verstellbar sind. Bei längeren Schablonen können, wie in Fig. 1 gezeigt, weitere Laschen 30 zur Stützung und Parallelführung der Schablonenteile an diesen oder mit ihnen verbundenen Halterungen sowie der Schubstange 26 angelenkt sein.

Die Planscheibe 24- ist über einen Flansch 32 mit der Antriebswelle 34- (siehe Fig. 2a-2d), itfelehe vom Motor 14- über das Getriebe 16 angetrieben wird, fest verbunden. Auch das in Fig. sichtbare vordere Ende der Schubstange 26 mit den Laschen 28 ™ und 30 rotiert mit der Planscheibe 24- und der Schablone 12. "

Wie die Figuren 2a-d zeigen, ist die Antriebswelle 34- als Hohlwelle ausgeführt. In ddß/sen Figuren ist die Übertragung des Drehmoments vom Getriebe 16 auf die Welle 34- nur schematisch bei 36 angedeutet.

Die Schubstange 26 erstreckt sich durch die Antriebswelle 34- und ist in dieser gelagert. Sie ragt nach hinten aus der Antriebswelle 34- und dem Maschinengestell bzw. Gehäuse 10 heraus. Auf der Rückseite des letzteren ist eine aus Stehbolzen 38 und einer Tragplatte 4-0 gebildetet Halterung be-

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festigt, die einen Kraftzylinder 42 trägt, durch dessen Kolbenstange 44 die Schubstange 26 in axialer Richtung verschoben werden kann. Hierbei werden über die Laschen 28 und 30 die Schieber 20 mit den Schablonenteilen 12 radial bewegt.

Die Schubstange 26 ist mit der Kolbenstange 44 axial 'fest aber drehbar verbunden. Die zu diesem Zweck vorgesehene Kupplung besteht aus einer mit der Kolbenstange 44 verschraubten Büchse 46, welche zwischen einem daran ausgebildeten Innenflansch 48 und einer gegenüberliegenden Stirnfläche 50 der Kolbenstange 40 ein insgesamt mit 52 bezeichnetes zweiseitig wirksames Axiallager eingespannt hält. Dessen zwischen Wälzkörpern relativ zu äußeren Scheiben drehbare Mittelscheibe ist durch eine Schraubverbindung * mit dem ' hinteren verjüngten Ende der Schubstange 26 axial und drehfest verbunden. Durch diese Verbindung ist sichergestellt, daß die Kolbenstange .44 die Schubstange 26 axial mitnimmt, die letztere aber mit der Antriebswelle 34 rotieren kann.

Auf der Rückseite des Gehäuses 10 ist mittels Schrauben eine Tragplatte 56 befestigt.Die Schubstange 26 ist durch eine mittlere Bohrung der Platte 56 hindurchgeführt. Diese bildet jedoch einen Endanschlag für die Büchse 46, wenn die Kolbenstange 44 ganz ausgefahren wird. In dieser durch die Anlage der Büchse 46 an der Platte 56 definierten Stellung der Schubstange 26 nehmen die Laschen 28 und 30 die in Fig. 2a dargestellte radiale Stellung ein, und die Schablone 12 ist maximal aufgespreizt, so daß sich beim Wickeln der größtmögliche Spulenquerschnitt ergibt.

Die in Fig. 2b dargestellte engste Schablonenstellung, in welcher die gewickelte Spule bzw. Spulengruppe von der

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Schablone abgenommen wird, ist dadurch bestimmt., daß bei ganz zurückgezogener Kolbenstange 44 die Büchse 46 ση der Tragplatte 40 zur Anlage kommt.

Die Wickelvorrichtung ist,-so vielt vorstehend beschrieben, im Prinzip bekannt. Wie ersichtlich, gibt es hierbei nur eine Wickelstellung, in v/elcher die Büchse 46 an der Platte 56 anliegt und die Schablone 12 gespreizt ist. Die mit dieser Schablonenstellung gewickelten Spulen oder Spulengruppen sind im Querschnitt groß genug, .um radial außen in den Nuten eines Stators angeordnet zu v/erden. Gleich große Spulen stehen jedoch, -wenn sie radial innen in die Statornuten eingelegt v/erden, mit ihren Wicklungskopfen stirnseitig verhältnismäßig weit aus den Stator hervor. Um ohne größere Änderungen mit der vorstehend beschriebenen Wickelvorrichtung auch im Querschnitt etwas kleinere Spulen wickeln zu können, die dann ira Stator die radial inneren Lagen bilden, sind bei der dargestellten Ausführung an der Platte 56 ein oder mehrere bewegliche Anschläge, im Beispielsfall zwei unterschiedlich bemessene Anschläge 58 und 60 angebracht. Diese Anschläge' sind zwischen der Platte 56 und einer über eine Büchse oder einen Ringflansch 62 mit dieser verbundenen Platte 64 radial verfe _N schieblich geführt. Den Bewegungsantrieb bildet ge ein Kraft zylinder; 66, dessen Kolbenstange über eine T-Futverbindung mit dem jeweiligen Anschlag 58 bzw. 60 verbunden ist.

Sind beide Anschläge 58 und 60 in ihre radial äußere Stellung zurückgezogen, so kann bei Betätigung des Kraft Zylinders 42 die mit der Schubstange 26 verfahrende Büchse 46 bis zum Anschlag gegen die Platte 56 nach rechts verschoben v/erden. Ilimmt jedoch einer der Anschläge 58 oder 60 seine radial innere Stellung ein, so stößt die nach rechts verfahrende Büchse 46 gegen den betreffenden Anschlag, und die Schubstange 26 ist dadurch gegen weitere Bewegung nach rechts blockiert. Da die Anschläge 58 und 60 verschieden breit sind, ergeben sich, xvenn die Büchse 46 gegen den jeweiligen Anschlag gefahren ist,

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tmtcrsehicdlichc axiale Stellungen der Schubr.tango 26, und darcit auch der Lanchcn 28, 30 und der Schablonentcilc 12» Diese beiden Zwischciuitclluiigcn, welche im Ilinb] i ck auf die Schablone 12 einen kleineren Spulenquersehnitt ergehen als In der ganz ausgespreizten Stellung der Schablone nach Pig. 2a, aber eine größeren Schablonenquerschnitt als in "der Abnahme st ellung nach Fig. 2b, sind in den Figuren 2c und 2d dargestellt. Zur Abnahme von in einer dieser Zwischenstellungen gewickelten Spulen von der Schablone wird diese ebenfalls in die engste Stellung nach Fig. 2b zusammengefahren, intern der Kraft zylinder 4-2 die Büchse f 4-6 vom Anschlag 58 bzw. 60 bis zur rückwärtigen Anlage an der Tragplatte 4-0 · zurückzieht.

Ss ist für die beschriebene Funktion der Anschläge 58 und 60 unbeachtlich, In Welcher Winkelstellung zueinander diese .angeordnet sind. Die Anschläge können beispielsweise, wie in Fig. 2a - d gezeigt^ mit Bezug auf die Schubstange 26 gegenüberliegend angebracht sein. Sie können aber auch, ViIe Fig. 4 zeigt, im rechten oder einem anderen Winkel zueinander liegen.

Damit eine möglichst große Anschlagfläche ge\ionnen wird, A siiiä die Anschläge 58 radial innen im wesentlichen halbkreisförmig ausgeschnitten, so daß sie In ihrer radial, eingefahrenen Wir kuiigss teilung die Schubstange 26 umgreifen.

Es versteht sich, daß anstelle mehrerer Einzelanschläge auch ein mehrstufiger Anschlag Yerwehdung finden kann. Durch Schrägflächen oder entsprechende Steuerungsmaßnahmen für den "Verschiebeantrieb der Schubstange 26 kann auch eine kontinuierliche Vorstellmöglichkeit.der Schablonenweite gewonnen werden. Für die Bewegung der Schablonenteile könnte statt des gezeichneten Anstriehs über Schubstange und L-inchon ohne xjeiteres auch ein anderer mechanischer oder

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druckmittelbetätigter Antrieb Anwendung finden.

Patentansprüche:/

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Claims (2)

1. - ⁹ - 2162U5

   Patentansprüche

   Λ.J Vorrichtung zum Wickeln von Spulen für Statoren

   elektrischer Maschinen auf einer !JDÄcrxm&xrcrxai Schablone, _: deren Querschnitt zwischen einer weiten Wickelstellung und einer engen Abnahmestellung veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablonen (12) in mehreren Wickelstellungen mit unterschiedlichem Querschnitt einstellbar sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß die Schablonen (12) in an sich bekannter Weise in einer oder mehreren Axialebenen geteilt und die Schablonenteile durch an einer axial bewegbaren Schubstange (26) angelenkte Laschen (28, 30) längs radialer Führungen (22) bewegbar sind, wobei die verschiedenen Wickelstellungen durch mehrere mit der Schubstange zusammenwirkende, wahlweise in Wirkungsstellung verfahrbare Anschläge (58, 60) bestimmt sind.

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