DE2319651A1

DE2319651A1 - Vorrichtung zum wickeln von spulen fuer statoren elektrischer maschinen

Info

Publication number: DE2319651A1
Application number: DE2319651A
Authority: DE
Inventors: Hans Droell
Original assignee: Balzer and Droell GmbH
Current assignee: Balzer and Droell GmbH
Priority date: 1973-04-18
Filing date: 1973-04-18
Publication date: 1974-11-14
Also published as: JPS5721934B2; FR2226772A1; IT1001026B; DD108421A5; NL7402833A; JPS502103A

Description

Vorrichtung zum Wickeln von-Spulen für Statoren elektrischer Maschinen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Wickeln von Spulen für Statoren elektrischer Maschinen mit einer Schablone mit einer oder mehreren stufenförmigen Schablonenkammern und einer Vorrichtung zum Abstreifen der gewickelten Windungen von der Schablone mittels während des .Wickelvorgangs in axialer Richtung hin- und hergehend antreibbarer Abstreiforgane nach Patent .........(Patentanmeldung

P 23 o9 837.5).

Es ist zur Zeit die meistgebrauchte Wickeltechnik für Statorspulen, diese auf einer im wesentlichen prismatischen, im Querschnitt polygonalen Schablone zu wickeln, auf ein Übertragungs- oder Einziehwerkzeug zu übertragen und dann axial in den Stator einzuziehen. Da normalerweise im Stator mehrere Spulen unterschiedlicher Durchmesser konzentrisch liegen, werden diese zusammengehörigen Spulen in einem einzigen Arbeitsgang auf einer stufenförmig abgesetzten Schablone gewickelt. Die Stufen werden auch als Kammern bezeichnet..Diese können hintereinander bewickelt,und samt--

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liehe Spulen dann gemeinsam von Hand oder mittels p_}eeignetet Ab st reif organe z.B. auf ein Einziehwerke zeug übertragen werden. Es ist auch schon vorgeschlagen worden (Patentanmeldung P 23 09 837.5), die Drahtwindungen fortlaufend während des Wicke Ins durch z.B. mit der Frequenz' des - Drahtführungs organs axial hin- und hergehend bewegte Abstreiforgane von der Schablone anzustreifen.

Der Querschnitt der Schablonen richtet sich in erster Linie nach der Gestalt des Stators. Es ist aber auch zweckmäßig, dabei auf andere Faktoren Rücksicht zu nehmen, z.B. auf die Lage bestimmter Spulen radial weiter innen oder außen im Stator und die Form der Wicklungskopfe, die stirnseitig aus dem Stator hervorstehen. In diesem Zusammenhang ist z.B. schon eine mehr oder weniger weit aufspreizbare und dadurch im Querschnitt einstellbare Schablone vorgeschlagen worden (Patentanmeldung P 21 62 145.4-32). Damit wird aber immer nur der Querschnitt einer Spule insgesamt beeinflusst.

Wenn beim Bewickeln einer Schablonenkammer eine große Anzahl Windungen neben- und übereinander gewickelt wird, ergeben sich innerhalb der Spule viele unterschiedliche Durchmesser der Windungen. Dieser Zustand entspricht dem Zustand der in den Stator eingezogenen Spule, wo ebenfalls in den Wicklungsköpfen die Drähte übereinander liegen. Schwierigkeiten bei der Formung der Wicklungsköpfe entstehen erst, wenn alle Windungen einer Spule genau denselben Durchmesser haben, weil sie sich dann nicht gut übereinander legen lassen. Es ist deshalb auch schon beim sogenannten Ein-La^en-Wickeln, also dem Bewickeln ,jeder Schablonenkaramer der bekannten langen Schablonen mit nur einer Läse Windungen zur Vermeidung von Draht kreuzungen, bekannt, die Kammern ein- oder zweimal abzustufen, wobei verhältnismäßig lange Stufen entstehen.

Im Gegensatz zu dem bisher üblichen Bewickeln von verhältnismäßig langen Schablonen mit anschließendem gemeinsamen Abstreifen aller Spulen, wo während des Wickeins

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ein axialer Vorschub des Drahtführungsorgann relativ «u den Schablonenkamraern, über die evt. darin vorhandenen, ebenfalls verhältnismäßig lanzen Stufen hinweg, stattfindet,

ist bei der genannten Vorrichtung nach Patent

(Patentanmeldung P 23 09 837-5) davon ausgegangen, daß auf verhältnismäßig kurzen Kammern immer nur auf einer Stelle gewickelt wird und die Windungen sofort auf das Einziehwerkseug abgestreift werden. Dabei tritt ,ledoch der Nachteil auf, daß zwangsläufig alle Windungen einer Spule denselben Durchmesser erhalten und deshalb die Formung der Wicklungskopfe erschwert ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die gut formbare Spulen liefert, und diese Aufgabe wird erfindungsgeraäß dadurch gelöst, daß mindestens eine der Schablonenkammern wenigstens auf einer Seite stufenförmig feiavunterteilt ist und während des Wickelvorgangs ein Axialvorschub der Schablone mit Bezug auf ein Drahtführungsorgan stattfindet.

Damit nähert sich die Vorrichtung nach Patent ..·.·

(Patentanmeldung P 25 09 837.5) wieder den davor üblichen Wickelvorrichtungen an, es bleibt diesen gegenüber jedoch der wesentliche Vorteil der kurzen Schablone erhalten· Es genügt nämlich, daß jede Stufe innerhalb einer Schablonenkaraner nur wenige Millimeter, z.B. 2 bis 3 mm, breit ist und eo genügen ,1e nach Windungszahl einer Spule schon wenige Stufen, z.B."3 oder 5» um gut formbare Wicklungeköpfe zu erhalten. Dabei ist es in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ausreichend, wenn die Schablonenkfwunern nur auf einer Seite ihres Polygonquerschnitts, insbesondere auf der dem Einziehwerkzeug gegenüberliegenden Seite, abgestuft sind.

Die vorstehend genannten Zahlen und Maßangaben stellen keine Begrenzung der Erfindung dar, sondern diese ist z.B. auch * nit weniger Abstufungen und größerer Stufenlänge ausführbar, vierm sich die mit einer derartigen Schablone hergestellten

Spulen im Einzelfall einwandfrei in tfas Statorblechpnket einziehen lassen und geeignete Wicklungsköpfe bilden.

Kc versteht sich, daß von den Axialvorschub während des Wickelvorgangs die axial hin- und hergehend antreibbaren Abstreiforgane unberührt bleiben. Sie behalten ihre axiale Lage relativ zum Drahtführungsorgan bei. Die Drahtwindungen kommen von der Schablone frei und fallen zwisehen die Stäbe des Einziehwerkzeuges, wenn sie von den Abstreiforganen von einer der Stufen einer bestimmten Kammer der Schablone heruntergestoßen worden sind.

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

ig. 1 einen axialen Längsschnitt durch eine Wickelvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Schablone der Wickelvorrichtung nach Pig. 1.

in der Zeichnung ist eine stufenförmig abgesetzte, pris- <& natische Wickelschablone insgesamt mit 10 bezeichnet. Sie bat in bekannter Weise einen zu einem bestimmten Stator passenden polygonalen Querschnitt. Auf die Schablone 10 v/erden durch relative Drehbewegungen gegenüber einem Drahtführungsorgnn 12 Spülenwindungen 13 aufgewickelt. Der Wickeldraht ist mit 14 bezeichnet. Das Drahtführungsorgan 12 kann in üblicher Ausführung ein Trichter, Zylinder oder ein Arm sein, wobei sich am freien Ende eine Düse befindet, durch die der Draht austritt. Bei einer bevorzugten praktischen Ausführung wird das Drahtführungsorgan 12 rotierend

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angetrieben, während die Schablone Io stillsteht.

Auch das Zusammenwirken und die gegenseitige relative Lage der Schablone Io und eines durch einen Kranz von Stäben gebildeten Übertragungs- oder Einziehwerkzeugs 18 beim Abstreifen der Spulenwindungen von der Schablone auf die ■ Stäbe hält sich im Rahmen des Bekannten. Neu sind hingegen die nicht erst am Ende des Wickelvorgang, sondern bereits während dessen Dauer kontinuierlich hin- und hergehend angetriebenen Abstreiforgane, auf welche nachstehend näher eingegangen wird'.

Die Abstreiforgane sind plattenförmige Elemente 2o, die in außen offenen L-ängsschlitzen 22 der Schablone sitzen und darin in axialer Richtung verschieblich sind. Es sind über den Umfang der Schablohe verteilt mehrere derartiger plattenförmiger Elemente 2o angeordnet,- und zwar zweck— ' mäßigerweise im Bereich der abgerundeten Ecken der Schablone, v/eil dort der aufgewickelte Draht fest anliegt. Die plattenförmigen Elemente 2o liegen mit Bezug auf die Schablone im wesentlichen in radialen Ebenen. Durch ihre Axialbewegung zum freien Ende der Schablone Io hin schieben sich . die darauf aufgewickelten Drahtwindungen bei jedem Hub ein Stück weiter zu den Stäben des Übertragungs— oder Einziehwerkzeugs 18 hin, wobei während des Wickeins einer großen Anzahl Windungen diese Schritt für Schritt von der Schablone ab und auf die Stäbe des Einziehwerkzeugs 18 gestoßen werden. Dort werden sie, wie aus Fig. 1 ersichtlich, zwischen den Stäben sicher gehalten, bis am Ende die letzten gewickelten Windungen, welche sich noch auf den Stufen der Schablone befinden, da sie durch den kurzen Hub der plattenförmigen Elemente 2o nicht von der Schablone heruntergeschoben wurden, durch eine besondere, abschließende Abstreifoperation auch noch-auf das Einziehwerkzeug 18 abge-

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streift werden, um von dort aus in einen Stator eingezogen zu werden. - .

' Da im Beispielsfall mehrere konzentrische Spulen mit unterschiedlich großem Durchmesser gewickelt werden sollen, hat die Schablone fünf durch größere Stufen gebildete Kammern, die in Fig. 1 mit loa, b, c, d, e bezeichnet sind. Jede Kammer wiederum ist auf der; dem Einziehwerkzeug gegenüberliegenden Seite (vgl. Fig. 2) nochmals mit einer Feinstufung 11 versehen. Die unterschiedlich weiten Spulen werden auf den vom freien Ende der Schablone Io her zunehmend größer werdenden Schablonenkammern nacheinander gewickelt und durch die Abstreifvorrichtung 2o nacheinander zwichen jeweils andere Stäbe des Einziehwerkzeugs 18 * geschoben. Dies geschieht wie folgt:

Während des Bewickeins einer Schablonenkammer verfährt die Schablone mit Bezug auf alle übrigen Teile der Vorrichtung kontinuierlich oder·in kleinen Schritten entsprechend der Feinstufung 11 in Richtung auf das Einziehwerkzeug 18 zu. Durch die Feinstufung 11 entstehen auf jeder Schablonenkammer Windungen mit verschieden,großem Durchmesser. Bereits während des Wickelvorgangs ist die Abstreifvorrichtung 2o, wie oben beschrieben, wirksam.

Nachdem eine Spule mit einer vorbestimmten Windungszahl gewickelt worden ist, rückt die Schablone Io mit Bezug auf Fig. 1 um einen Stufensprung weiter nach unten, während das Einziehwerkzeug 18, das Drahtführungsorgan 12 und die Abstreif organe 2o ihre axiale Lage beibehalten. Dabei dringen von Stufe zu Stufe die Stäbe des Übertragungsoder Einziehwerkzeugs 18 zunehmend tiefer in die Schablone' Io ein. Es kann vorgesehen sein, daß die-Abstreiforgane durch einen unabhängig von der kurzen hin- und hergehenden

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axialen Bewegung ausgeführten längeren axialen Hub die letzten Windungen einer Spule von der betreffenden Schablönenstufe heruntergestoßen, ßSvor mit dem Wickeln der nächst größeren Spule begonnen wird. Erforderlich ist dies Jedoch nicht. Es ist auch möglich, Spule fürSpule zu wickeln und dabei jeweils die letzten Windungen auf den Schablonenstufen zu lassen, die dann erst am Ende durch eine lange Stoßbewegung der Abstreiforgane 2o im wesentlichen über die gesamte axiale Länge der Schablone Io gemeinsam von dieser abgestreift werden.

Wegen dar Feinstufung 11 wird der Hub der Abstreifvorrichtung 2o zweckmäßigerweise so eingestellt, daß sich auch auf jeder* der kleinen Stufen einer bestimmten Schablonenkammer einige Windungen sammeln können, bevor die vorderste durch die Abstreifvorrichtung 2o herabgestoßen wird. Wenn jede Windung sofort, nachdem sie auf die Schablone gelegt worden ist, auf den nächst kleineren Schablonenquerschnitt herabgestoßen wurde, so würde sie sofort durch die Drahtspannung auf den kleineren Querschnitt zusammengezogen werden.

Um die plattenförmigen Abstreiforgane 2o bei jeder Umdrehung des Drahtführungsorgans 12 einmal ein kurzes Stück, z.B. wenige Millimeter, axial hin- und herzubewegen, so daß sie die unmi.ttelbar vor ihrer Vorderkante 24 gewickelte letzte Windung und darüber auch die vorhergehenden Windungen zum Einziehwerkzeug 18 hin verschieben, dient ein insgesamt mit 26 bezeichneter TaumelScheibenantrieb, wie er der Art nach z.B. bei Axialkolbenpumpen Verwendung findet. Die Verbindung zwischen der Taumelscheibe und jedem plattenförmigen Abstreiforgan 2o bildet ein mit dem letzteren fest verbundener Bolzen 28, der an seinem hinteren Ende mit einem äußeren Bund 3o und einer kugelförmig gewölbten Endfläche 32 ausgebildet ist. Eine Druckfeder 3*4 ist zwischen

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dem Bund 3o und einer Scheibe 36 eingespannt. Durch diese Feder wird das plattenförmige Abstreiforgan 2o mit Bezug auf Fig. 1 nach oben gedruckt und die kugelförmige End- fläche 32 des Bolzens 28 in Anlage an einer Taumelscheibe 37 gehalten, die auf einem in Schräglage montierten Wälzlager 38, z.B,einem zur Aufnahme von Axialkräften geeigneten Schragschulterlager, gelagert ist. Dieses sitztauf einer "Zwischenscheibe 4o, welche mittels eines Kugellagers 39 ^u drehbar auf einer Büchse 4l gelagert ist und über Mitnehmerbolzen 43 vom Grundkörper 42 des Drahtführungsorgans 12 bei dessen Drehung mitgenommen wird, während die Taumelscheibe 37 durch einen oder mehrere in der Scheibe 36 sitzende Bolzen 45 undrehbar festgehalten wird. Die Scheibe 36 ist im Beispielsfall mit einem Endflansch 47 einer Büchse 49 verschruabt, die bis gegen einen Bund oder Absatz 51 in die Büchse 41 einschraubbar ist. Beide Büchsen 41 und 49 sitzen auf einer die Schablone Io tragenden Stange 44 und sind mit dieser durch einen in ein Langloch 52 eingreifenden Stift 54 drehfest, aber axial verschieblich verbunden. Der Grundkörper 42 des Drahtführungsorgans 12 ist mittels Kugellagern 46 und 48 an einem Gehäuseteil 5o drehbar gelagert. Es versteht sich, daß die Ausführung der Taumelscheibe und der Verbindung zwischen dieser und den Abstreif-r organen 2o konstruktiv in vielfältiger Weise abgewandelt werden kann, was dem Fachmann geläufig ist.

Die Stange 44 wird während des Wickelvorganges undrehbar gehalten, beim Übergang des Wickeins von einer Schablorienstufe zur nächsten mit Bezug auf Fig. 1 um einen Stufensprung nach unten verschoben, wobei einige Stäbe des Übertragungs- oder Einziehwerkzeugs 18 in passende Löcher der Schablone Io eindringen, und am Ende des Wickel- und Abstreifvorganges um die gesamte Vorschublänge wieder nach oben zurückgezogen, nachdem zuvor noch, wie oben beschrieben, die Abstreiforgane : 2o eine lange Abwärtsbewegung

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ausgeführt haben, um die restlichen, auf den Schablonenstufen verbliebenen Windungen abzustreifen. Alle Abstreiforgane kommen dabei mit ihrer Vorderkante bis unter die Vorderkante der kleinsten · Schablonenstufe und werden zusammen mit der Schablone nach oben zurückgezogen. Der Antrieb für diejletzte lange axiale Abstreifbewegung . erfolgt über die Büchse 41 und die Taumelscheibe.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1.j Vorrichtung zum Wickeln von Spulen für Statoren ^■^elektrischer Maschinen mit einer Schablone mit einer oder mehreren stufenförmigen Schablonenkammern und einer Vorrichtung zum Abstreifen der gewickelten Windungen von der Schablone mittels während des WickelVorgangs in axialer Richtung hin- und hergehend antreibbarer Abstreiforgane nach Patent .......... (Patentanmeldung P 23 09 837.5), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Schablonenkammern (10ä-e) wenigstens auf einer Seite stufenförmig feinunterteilt ist und während des WickelVorgangs ein Axial vorschub der Schablone (10) mit Bezug auf ein Drahtführungsorgan (12, 16) stattfindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d""u r c h gekennzeichnet, daß die Schablone (10) in an sich bekannter Weise auf einer Seite mit einem Einzieh- oder Übertragungswerkzeug (18} in Eingriff zu bringen ist, und daß die Schablonenkammern (10a-e) auf der gegenüberliegenden Seite stufenförmig abgesetzt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich, über den Umfang der Schablone betrachtet, die stufenförmige Feinunterteilung (11) über ungefähr 120° erstreckt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a durchgekennzei chnet, daß der Axial-

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vorschub im Bereich der durch die Peinunterteilung gebildeten Stufen gleichmäßig verläuft und beim. Übergang

von einer Stufe zur nächsten springt.

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