DE2255211C3 - Vorrichtung an einer Wickelmaschine zum Klemmen und Schneiden des Drahtes an Ankern von Kollektormotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-Patentschrift 35 24 601 bekannt. Dort ist eine Maschine zum Bewickeln von Kollektorankern von elektrischen Maschinen beschrieben, bei der zum schrittweisen Drehen des Ankers eine das kollektorseitige Wellenende erfassende Spannhülse und eine diese umgebende Leithülse mit Aussparungen vorgesehen sind, die nur diejenigen Kollektorhaken freigeben, um die der Wickeldraht gelegt werden soll. Die Drahtenden werden in einer kombinierten Klemm- und Schneidvorrichtung gehalten, welche sich als separate Vorrichtung entfernt von der Wickelstelle befindet. Das gleiche gilt für eine aus der US-Patentschrift 36 28 229 bekannte Vorrichtung, bei welcher der Kollektoranker nach der Bewicklung zu einer Schneidevorrichtung außerhalb der Wickelstelle gebracht wird, an der die Drahtenden unmittelbar am Kollektorhaken abgetrennt werden. Eine solche Ausbildung erfordert jedoch zusätzliche mechanische Elemente für die Drahtbehandlung außerhalb der Wickelstelle und eine zusätzliche Steuerung. Durch die räumliche Anordnung der Schneidvorrichtung außerhalb der Wickelvorrichtung entsteht nach dem Bewickeln des Ankers bis zum Bewickeln des nächsten Ankers eine längere Unterbrechung des Wickelvorgangs, was zu einem entsprechend langen Stillstand der Maschine führt. Auch entstehen durch die getrennte Anordnung erhebliche Drahtveriuste.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der vorteilhaften Ausbildung der Klemm- und Schneidevorrichtung, welche ohne zusätzliche Klemm- und Schneideelemente außerhalb der Wickelstelle den Draht behandelt, wobei jegliche Schneideoperation von Hand nach dem

ίο automatischen Bewickeln des Ankers vermieden, der Drahtverlust auf ein Minimum reduziert und die

- Produktion durch sehr kurze Stillstände der Maschine erhöht werden soll.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die in dessen Kennzeichenteil angeführten Merkmale gelöst

Gegenüber dem Stand der Technik erfolgt bei der Erfindung das Klemmen und Schneiden von Drahtenden unmittelbar an dem sich in der Wickelposition befindlichen Anker, so daß sich eine separate Kiemmund Schneide-Vorrichtung außerhalb der Maschine erübrigt. Der Schneidevorgang erfolgt durch die Messerhülse und die Gegenmesserkante bei erforderlicher Vorspannung des Drahtes unmittelbar vor und während des Schneidevorgangs, so daß ein genauer und kontrollierbarer automatischer Schneideablauf bei minimalem Drahtverlust gewährleistet ist. Gegenüber den beiden vorerwähnten US-Patentschriften läßt sich der Drahtverlust fünfmal kleiner als dort halten.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Leithülse um einen vorbestimmten Winkel verdrehbar ist und wenn zur Begrenzung der Verdrehung der Leithülse ein Pneumatik-Begrenzungszylinder und Anschlagschrauben vorgesehen sind. Dabei kann nach der Drahtabtrennung das am Kollektorhaken verbleibende Drahtende durch ein Weiterdrehen der Leithülse am Kollektorhaken eng umgelenkt und gleichzeitig von der Messerhülse angedrückt werden, wodurch man einerseits ein unerwünschtes Abstehen des Drahtendes am Kollektorhaken vermeidet und andererseits eine sichere Fixierung des Drahtendes am Kollektorhaken gewährleistet. Eine eventuelle symmetrische Anordnung der Nasen, Gegenrnesserkanten und Kerben, beidseitig der Aussparungen an den Leithülsen, ermöglicht eine Umkehrung der Wickelrichtung.

Ferner ist es zweckmäßig, daß zum Steuern der Drahthalterungen Pneumatikzylinder mit auswechselbaren auf die Drahthalterungen wirkenden Druckfedern vorgesehen sind. Dabei sind die Drahthalterungen in vorteilhafter Weise so einstellbar, daß ein Fangen, Bremsen oder Halten des Wickeldrahtes erfolgen kann. Dies gewährleistet eine schonende, dem Arbeitsvorgang und der Stärke des zu wickelnden Drahtes angepaßte Drahtbehandlung, insbesondere Drahtspannung, wodurch wesentlich zum störungsfreien Wicklungsablauf beigetragen wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch wiedergegeben. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung zum Klemmen und Schnei-

bo den der Drahtenden zum Teil im Schnitt;

F i g. 2 ein Detail der Vorrichtung gemäß F i g. 1 zusätzlich mit einem Wickelarm;

Fig. 3 ein Detail der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit über dem ersten Kollektorhaken fixierter Leithülse;

h5 Fig.4 ein Detail der Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit geöffneten Drahthalterungen;

Fig. 5 eine schematische Darstellung des an den Kollektorhaken angehängten Drahtes;

Fig.5a ein Detail eines Kollektorhakens mit abgeschnittenen und fixierten Drahtenden vergrößert dargestellt

F i g. 1 zeigt einen zu bewickelnden Anker 1 mit aufgepreßtem Hakenkollektor 2 und ebie Spannzangenwelle 5, die zu einer nicht näher dargestellten Spanneinheit führt. Ein Schrittschaltwerk, bestehend aus einem Pneumatikzylinder 6, einer Klinke 7 und einem Zahnrad 7a, führt über die Spannzangenwelle 5 eine schrittweise Drehbewegung des Ankers aus. Ein ι ο Drahtkhsnmkopf 8 mit zwei Drahtklemmhülsen 9, 9' und zwei Drahthalterungen 13, 13' wird durch einen Pneumatik-Antriebszylinder 15 mittels einer Zahnstange 14 über eine Verzahnung 14a am Drahtklemmkopf 8 betätigt Ein Pneumatik-Begrenzungszylinder 16 sichert die Drahtfangstellung des Drahtklemmkopfes 8. Durch Pneumatikzylinder 12, 12' und Druckfedern 11, W werden mittels Zugstangen 10,10' die Drahthalterungen 13, 13' gesteuert Den Kollektor umgibt eine Leithülse 17, die an der Vorderseite zum Anker I Aussparungen 17ci 17a"aufweist und durch einen Pneumatik-Antriebszylinder 19 mittels einer Zahnstange 18 und einem Zahnrad 18a betätigt wird. Ein Pneumatik-Begrenzungszylinder 20 und zwei Anschlagschrauben 21, 2Γ sichern die verschiedenen Stellungen der Leithülse 17. Eine Messerhülse 22 wird durch einen Pneumatikzylinder 23 axial verschoben und synchron mit dem Drahtklemmkopf 8 gedreht.

In den F i g. 2 bis 5a sind nur jene Teile der Vorrichtung gezeigt, die unmittelbar die einzelnen Arbeitsphasen des Klemm- und Schneide Vorganges der Drahtenden beeinflussen.

F i g. 2 zeigt den Anker 1 mit einem Kollektorhaken 2a, die Drahtklemmhülse 9, welche aus ihrer Drahtfangstellung (in Pfeilrichtung) in die Drahteinhängestellung mit der geschlossenen Drahthalterung 13 um 90° geschwenkt wird. Die Messerhülse 22 befindet sich in ihrer Ausgangsstellung und kann in Pfeilrichtung vorgeschoben werden. Zusätzlich ist der Wickelarm 3 in seiner Wickel-Ausgangsstellung 4 dargestellt.

In Fig.3 ist der Kollektorhaken 2a, die Leithülse 17 mit einer Gegenmesserkante 17i> und einer Kerbe 17c zu sehen. Die Drahtklemmhülse 9 ist in ihrer Drahteinhängestellung mit der auf Gleiten gesteuerten Drahthalterung 13. Die Messerhülse 22 ist in ihrer Ausgangsstellung.

In Fig.4 ist der Kollektorhaken 2a, die Leithülse 17 mit einer Nase 17a, der Gegenmesserkante 176 und der Kerbe 17c dargestellt. Die Drahtklemmhülse 9 schwenkt aus ihrer Ausgangsstellung in Pfeilrichtung um 90° in die Drahtfangstellung wobei die Drahthalterung 13 geöffnet bleibt. Die Messerhülse 22 befindet sich in ihrer Ausgangsstellung.

In Fig.5 ist eine Wicklung mit den an den Kollektorhaken gebildeten Umschlingungsn 24 schematisch veranschaulicht. F i g. 5a zeigt vergrößert ein Detail eines Kollektorhakens 2a mit den abgeschnittenen und fixierten Drahtenden 25a und 25b.

Die Wirkungsweise der Klemm- und Schneidevorrichtung gemäß F i g. 1 ist folgende: t>o

Der drehbare Drahtklemmkopf 8 mit den um 180° versetzt angeordneten Drahtklemmhülsen 9, 9' wird durch den Pneumatik-Antriebszylinder 15 mittels der Zahnstange 14 über die am Drahtklemmkopf 8 befindliche Verzahnung 14a in seine drei Arbeitsstellun- b> gen gedreht. Vor dem Wickelbeginn befinden sich der Drahtklemmkopf 8 sowie die Drahtklemmhülsen 9,9' in ihrer Ausgangsstellung, wie in Fig. 1 gezeigt. Bei einer Schwenkung des Drahtklemmkopfes 8, beispielsweise um 90° im Uhrzeigersinn, gehen die Drahtklemmhülsen 9, 9' aus ihrer Ausgangsstellung in die Drahtfangstellung. Bei einer weiteren Schwenkung des Drahtklemmkopfes 8 im Uhrzeigersinn bis auf 180° der ursprünglichen Ausgangsstellung befinden sich die Drahtklernmhülsen 9, 9' in ihrer Drahteinhängestellung, in welcher der Draht am Kollektorhaken eingehängt wird. Die Drahtfangstellung wird mittels des Pneumatik-Begrenzungszylinders 16 gesteuert An den Enden der Drahtklemmhülsen 9, 9' sind die Drahthalterungen 13, 13' angeordnet Durch die im Innern der Drahtklemmhülsen 9,9' angebrachten Zugstangen 10,10' werden die Drahthalterungen 13, 13' über die Pneumatikzylinder 12,12' geöffnet, bzw. geschlossen (siehe Teilquerschnitt in Fig. 1). Die geöffneten Drahthalterungen 13, 13' bilden die Drahtfangstellung, die geschlossenen die Drahtklemmstellung. Nach erfolgtem Druckabfall in den Pneumatikzylindern 12, 12' wird durch die auswechselbaren Druckfedern 11,11', deren Federkraft entsprechend der verwendeten Drahtstärke gewählt wird, eine einstellbare Bremsung wirksam, womit die Drahtgleitstellung erreicht wird. Die drehbare Leithülse 17 ist über der Spannzangenwelle 5 koaxial angeordnet. Die einzelnen Arbeitsstellungen der Leithülse 17 werden durch den Pneumatik-Antriebszylinder 19 mittels der Zahnstange 18 und des Zahnrades 18a gesteuert, wobei die Mittelstellung der Leithülse 17 durch den Pneumatik-Begrenzungszylinder 20 erzielt wird. Mittels der Anschlagschrauben 21, 2Γ sind die beiden weiteren Arbeitsslellungen für die Drahtanfang- und Drahtende-Behandlung einstellbar. Die Leithülse 17 weist an ihrer Vorderseite in Richtung zum eingespannten Anker 1 über die ganze axiale Länge des Hakenkollektors 2 beispielsweise zwei Aussparungen YJd, YId' auf. Damit kann man in bekannter Weise den Draht mittels der Wickelarme den so freigelegten Kollektorhaken 2a umschlingen. Die über der Leithülse 17 angeordnete und drehbare Messerhülse 22 wird durch den Pneumatikzylinder 23 axial verschoben.

Wie in F i g. 2 bis 4 dargestellt, führt die Messerhülse 22 mehrere Arbeitsoperationen aus. Am Anfang und am Ende des Wickelvorganges wird die Messerhülse 22 aus ihrer Ausgangsstellung nach vorne geschoben und schneidet den Draht unmittelbar am Kollektorhaken 2a ab. Daneben übernimmt noch die Messerhülse 22 während des jeweiligen Wickelvorganges die Abdekkung der Kollektorhaken 2a

F i g. 2 zeigt das Anhängen des Drahtes am ersten Kollektorhaken. Die Wickelarme 3, 3' befinden sich in der Ausgangsstellung 4,4'. Nach der Ankerbeschickung wird der Drahtklemmkopf 8 (nicht dargestellt) mit seinen Drahtklemmhülsen 9, 9' beispielsweise um 90° entgegen dem Wickeldrehsinn (voll ausgezogene Linie mit Pfeilen) aus der Drahtfangstellung 9 in die Drahteinhängestellung 9 geschwenkt, wobei die Drahthalterungen 13,13' geschlossen sind. Die Wickelarme 3, 3' drehen sich entgegen der Wickelrichtung (strichlierte Linie mit Pfeilen) um 180° zurück und hängen den Draht, bei Bildung einer Umschlingung auf den ersten Kollektorhaken 2a des Ankers 1 ein. Anschließend daran wird die Messerhülse 22 aus ihrer Ausgangsstellung über die Kollektorhaken in die Abdeckposition (in Pfeilrichtung) vorgeschoben, und der Wickelvorgang wird ausgelöst. Nach der Fertigstellung der ersten Spule gehen die Wickelarme 3, 3' in ihre Ausgangsstellung 4, 4' zurück.

In Fig. 3 ist der Arbeitsablauf des Schneidens und

Entfernens des Drahtendes am ersten Kollektorhaken 2a jeweils nach der ersten Spule gezeigt. Die Wickelarme befinden sich in der Ausgangsstellung (nicht dargestellt), und die Messerhülse 22 wird aus ihrer Abdeckposition in Pfeilrichtung in ihre Ausgangsstellung zurückgeschoben. Die Leithülse 17 wird um einen bestimmten Drehwinkel im Gegenuhrzeigersinn verdreht, wobei der Draht mittels der Kerben über dem entsprechenden Kollektorhaken 2a fixiert wird. Die Drahtklemmhülsen 9, 9' befinden sich in der Drahteinhängestellung und die Drahthalterungen 13,13' werden auf ihre Drahtgleitstellung geschaltet, womit der Draht in entsprechend der Drahtstärke einstellbarer Spannung um den Kollektorhaken 2 herumgezogen wird. Nachfolgend wird mittels der Gegenmesserkanten 17/), 176'der Leithülse 17 und der axial gegen den Anker aus ihrer Ausgangsstellung vorgeschobener Messerhülse 22 der nicht mehr benötigte Drahtrest unmittelbar am Kollektorhaken 2a abgetrennt. Anschließend wird die Leithülse 17 um einen bestimmten Winkel noch weiter verdreht (strichlierte Pfeilrichtung), um das verbleibende Drahtende eng um den Kollektorhaken 2 umzulenken und anzudrücken. Dadurch wird ein sicheres Fixieren des Drahtendes am Kollektorhaken gewährleistet. Während sich die Leithülse 17 nachher in ihre Mittelstellung und die Drahtklemmhülsen 9, 9' mit den Drahthalterungen 13, 13' in die Ausgangslage zurückdrehen, werden gleichzeitig die Drahthalterungen 13, 13' geöffnet. Die Drahtreste werden dadurch freigegeben und durch eine nicht eingezeichnete pulsierende Blasdüse weggeblasen. Die Maschine steht für weitere Wickelvorgänge bereit.

Nach dem Wickeln der ersten Spule und Anhängen des Drahtes am ersten Kollektorhaken gemäß F i g. 2 und Fig. 3 wird der Anker jeweils um eine Nut weitergeschaltet und in bekannter Weise bis zur letzten Spule gewickelt und verschaltet. In Fig.4 folgt nun die Anbringung des Drahtendes der letzten Spule am ersten Haken. Nachdem die Messerhülse 22 in Pfeilrichtung zurückgeschoben wurde, drehen sich die Drahtklemmhülsen 9,9' mit den geöffneten Drahthalterungen 13,13' aus der Ausgangsstellung in die Fangstellung. Gleichzeitig wird die Leithülse 17 im Gegenuhrzeigersinn in

ίο Pfeilrichtung verdreht, um die Abdeckung des ersten Kollektorhakens 2 vorzunehmen, wobei der Draht mittels der Kerben I7c, 17c' oberhalb des ersten Kollektorhakens 2 fixiert wird. Anschließend werden die Drahthalterungen 13, 13' geschlossen, womit die

!5 Drahtklemmstellung erreicht wird. Anschließend wird die Messerhülse 22 aus ihrer Ausgangsstellung wieder axial nach vorne geschoben, um in dieser Arbeitsstellung den Draht unmittelbar am Kollektorhaken 2 mit Hilfe der Gegenmesserkanten \7b, 17/?' die zwischen den Nasen 17a, 17a' und den Kerben 17c, 17c' der Leithülse 17 ausgebildet sind, abzutrennen. Wiederum wird das verbleibende Drahtende durch ein Weiterdrehen (strichlierte Pfeilrichtung) der Leithülse 17 um den Kollektorhaken 2 umgelenkt und von der Messerhülse 22 angedrückt, um ein sicheres Halten des Drahtes am Haken zu gewährleisten. Daraufhin wird die Leithülse 17 in ihre Mittellage zurückgedreht.

In Fi g. 5 ist die Umschlingung 24 für das Anhängen des Drahtes an den Kollektorhaken schematisch dargestellt. In Fig. 5a ist ein Detail des ersten Kollektorhakens 2a damit abgeschnittenen und fixierten Drahtenden 25 veranschaulicht, wobei der Drahtanfang mit 25a und das Drahtende mit 25f>bezeichnet ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung an einer Wickelmaschine zum Klemmen und Schneiden des Drahtes an Ankern von Kollektormotoren, bei der zum schrittweisen Drehen des Ankers eine das kollektorseitige Wellenende erfassende Spanneinheit und eine diese umgebende Leithülse angeordnet ist, welche mit Aussparungen versehen ist, die nur diejenigen Kollektorhaken freigeben, um die der Wickeldraht gelegt werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß jede Aussparung (i7d, Md') der Leithülse (17) eine oder mehrere Nasen (17a, 17a'Jt Gegenmesserkauten (176,176^und peripherische Kerben (17c; YIc') aufweist, daß die Gegenmesserkanten (176, Mo') einer Messerhülse (22) zugeordnet sind, die koaxial, axial verschiebbar und drehbar über der Leithülse (17) angeordnet ist, und daß der Wickeldraht mittels Drahthalterungen (13,13') erfaßbar ist, die am vorderen Ende von Drahtklemmhülsen (9,9') axial beweglich angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leithülse (17) um einen vorbestimmten Winkel verdrehbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Verdrehung der Leithülse (17) ein Pneumatik-Begrenzungszylinder (20) und Anschlagschrauben (21, 21') vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern der Drahthalterungen (13, 13') Pneumatikzylinder (12, 12') mit auswechselbaren, auf die Drahthalterungen (13,13') wirkenden Druckfedern (11,11') vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahthalterungen (13, 13') so einstellbar sind, daß ein Tangen, Bremsen oder Halten des Wickeldrahtes erfolgen kann.