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Verfahren unhd Vorrichtung zum Einziehen vorgewickelter Spulen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einziehen vorgewickelter
Spulen in Statorblechpakete elektrische Maschinen, wobei sowohl die beiden Seiten
als auch alle Drähte jeder Spule gleichzeitig schräg durch ihren jeweils zugehörigen
Nutenschlitz treten.
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Bei einem aus dem Gebrauchsmuster 7 312 905 bekannten Verfahen dieser
Art wird mit sogenannten Einzeihnadeln gearbeitet, die vorn ein Stück weit längs
geschlitzt sind und nach dem Aufnahmen der Spule eine Schutzkappe aufgesetzt bekommen.
Für jede Spule sind jeweils zwei Einziehnadeln vorgsehen. Um diese zwei, oder
wenn
mehr Spulen gleichzeitig eingezogen werden sollen, mehr Nadeln gleichzeitig in entsprechende
Nuten einschieben zu können, werden diese in leicht verstellbaer Weise senkrecht
an einer plattenförmigen Aufnahme befestigt. Die Aufnahme ist von der vertikalen
Arbeitsstellung in eine horizontale Stellung schwenkbar, wobei die Spulen in die
vertikal stehenden Nadeln eingefädelt werden.
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Die für dieses bekannte Einziehverfahren erforderliche Vorrichtung
ist jodoch außenrordentlich kostspielig, insbesondere hinsichtlich der Aufnahme,
der Nadeln undder Hilfsvorrichtung zum möglichst genauen Zentrieren des zu bewickeln
Stators in einen Aufnahmering. Auch ist am Aufnahmering eine je nach der Zahnteilung
des Stators einstellbare Rastvorrichtung erforderlich. Das bekannte Verfahren eignet
sich somit wegen der hohen Anschaffungskosten der Vorrichtung nicht für kleinere
Reparaturbetriebe.
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Der Erfindungn liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einziehverfahren vorzuschlagen,
mit dem mindestens ebenso zeitsparend gearbeitet werden kann, für das aber eine
wesentlich einfachere und billigers Vorrichtung genügt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf dee Köpfe
der vier sich beidseitig an die beiden Nuten anschließenden Zähne Keisten aufgebracht
werden, welche die Zahnköpfe in voller Länge bedecken, nach vorn v"berstehen und
die Nutenschlitze flankierende, paarweise etwa parallel zueinander stehende Seitenflächen
haben, daß die Spulenseiten zwischen den überstehenden Enden der Leistenpaare aufgefaßt
werden' und daß mittels eines von der Rückseite her durch die Statorbohrung greifenden
Zugorgans der Spulenkopf erfaßt und durch die Statorbohrung gezogen wird, wobei
die Spulenseiten zwischen den Leitstenpaaren gleitend in ihre Nuten eintreten. Dieses
Verfahren beschränkt sich nicht auf das Einziehen einzelner Spulen, vielmehr können
bei Mehrlochwicklungen auch ganze Spulengruppen gleichzeitig eingezogen werden,
wobei
dann für jede weitere spule zwei weitere Leisten erforderlich siyid. Besonders praktikabel
erwies sich das Binzichen von Spulengruppen bei Zweischichtwicklungen.
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Der trapezförmige Querschnitt der Leisten ergibt sich aus den Be streben,
die Statorzähne gewissermaßen zur Bohrungsachse hin zu verlängern, sodaß sich anstelle
der Nutenschlitze etwa parallel flächige Schächte von beträchtlicher radialer Ilöhe
ergeben, in denen sich die Spulendrähte nicht verletzen können. Die Leisten werden
vorzugsweise mi.t Hilfe von an ihrer Basisfläche befestigter C-förmigen Federleisten
auf die Zähne aufgeschoben, wobei die Schenkel der Federleisten die Zahnkanten eng
umschließen und die Nutenauskleidung an die Zahnflanken sndrticken.
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Zur Bewegung des Zugorgans ist erfindungsgemäß ein druckmittelbe tätigter
Hubzylinder vorgesehen. Dieser ist fest an einem den Stator halternden Einspannring
angebracht, und zwar derart er in einem Abstand von der Ringmitte ctwa in der Ringachse
ie-.-i und die Kolbenstange, welche das Zugorgan trägt, dem Ring zugewendet ist.
Zur Steuerung des IIubzylinders ist vorzugsweise ein mit dem Fuß betätigbares Druckmittelventil
vorgesehen. Die an der Vorrichtung arbeitende Person hat somit beide Hände zwei
an eim Einlaufen der Spule in die Nuten korrigierend mitzuwirken.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
nun darin, daß gleichzeitig mit dem Einziehen der Spule die Deckschieber der Nutenisolation
den an den Leisten entlang gleitnden abschnitten der Spulenseiten unmittelbar folgend
in die Nuten von Hand eingeschoben werden. Abgesehen von dem Zeitgewinn dieser Arbeitsweise
gegenüber dem nachträglichen Einbringen der Deckshieber ist bemerkenswert, daß die
Spule während des Einlaufen in die Nut durch den Decksehieber aus dem zwischen den
Leisten gebildeten Schlitz heraus nach unten gedrückt und somit in dem eigentlichen
Nuteninnenraum eingeschlossen wird. Durch die Verringerung des Gleitwiderstandes
wird somit das Einziehen erleichtert.
Auch der Deckscheiber selbst
kann mit ganz. wenig Kraft eingeschoben werden, da die Spulenbewegung in derselben
Richtung geht.
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Eine andere Weiterbildung des Verfahrens besteht darin, daß die Spulen
auf einer besonders breiten Wickelschablone gewickelt werden, daB vor der Lösen
der Schablone auf jede Spulenseite eine flache Klammer aufgesteckt wird, daß die
Spulen zusammen mit der oberen Wickelschablonenhälfte in eine den überstehenden
Leistenenden benachbarte liage verbracht werden, und daß die Spulenseiten nach Lösen
der Klammern unmittelbar von der Schablonenhälfte weg zwischen die Leistenpaare
aufgefaßt werden. DiS axiale Breite der verwendeten Wickel schablonen beträgt vorzugsweise
das 2,5- bis 3-fache üblicher Wickelschablonen, sodaß die Spulen nur weni ge Lagen
dick sind und sich sehr einfach in die Spalte zwischen den Leisten einführen lassen.
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Zum IIaltern der einen Hälfte der Wickelscbablone, mit der die Spulen
von der Wickelmaschine abgenomm werden, ist an der Vorrichtung erfindungsgemäß ein
Haltestab vorgesehen. Dieser ist an dem Einspannring auf der dem Hubzylinder entgegengesetzten
Seite etwa parallel zur Ringachse, höhenverstellbar und seitlich weg.
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schwenkbar angeordent. Die Spule kann daher bis zum Auffassen zwischen
die horizontal stehenden Leisten und bei diesem Vorgang vorteilhafterweise in ihrer
hängenden Position verbleiben, sodaß schon aus diesem Grund die einzelnen Drahtwindungen
geordnet bleiben und nicht durcheinanderrutschen.
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Das mehrfach erwähnte Zugorgan, welches an der Spule angreift sollte
bezüglich seiner hinteren Endstellung in Achsrichtung ein stellbar sein, um bei
Mehrlochwicklungen die einzelnen Spulen unterschiedlichen Durchmessers unterschiedlich
weit einziehen zu können. Diese Einstellbarkeit ließe sich z.B. unmittelbar gegenüber
der Kolbenstange verwirklichen, andererseits aber auch durch eine Einstellbarkeit
des Kolbenhubes. Das Zugorgan kann in Anpassung an die spätere Form des Spulenkopfes
all der Hinterseite
gewölbt sein. Werden mehrere Spulen gemeinsam
eingezogen, so kant eine besonderte, die unterschiedlichen Durchmesser der einzelnen
Spulan berücksichtigende gestufte Form zweckmäßig sein. Zum Fassen bzw. Loslassen
der Spule, was man auch als Ein- bzw. Aushaken bezeichnen könnte, kann das Zugorgan
um die kolbenstange drehbar, oder mittels eines Gelenks oder eines biegeelastisGilen
Stabes an der Kolbenstange angebracht sein.
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Um die Vorrichtung möglichst vielseitig und platzsparend, vorzugsweise
in Reparaturbetrieben, einsetzen zu können und die bestmögliche Beleuchtung und
Zugänglichkeit der Frontseite es Stators zu gewährleisten, wird schließlich erfindungsgemäß
vorgeschlagen daß die im wesentlichen aus Einspannring, Hubzylinder und Haltestab
bestehende Vorrichtung auf einer an einer Werkbank befestigbauen Säule höhenverstellbar
und um die Säulenachse drehbar angeordnet ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand c-:r
Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht der Einzielivorrichtung,
Fig. 2 eine Front ansicht dieser Vorrichtung, Fig. 3 eine Frontansicht eines Teils
eines Stators mit zwei auf benachbarten Zähnen aufgesetzten Leisten in größerem
Maßstab und Fig. 4 eine räumliche Darstellung eines größeren teils des Stators,
in den gerade eine Spule eingezogen wird.
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Die Vorrichtung nach den Figuren 1 und 2 besteht aus einer vertkalen
Säule 1, die beispielsweise mit Hilfe einer Schraubzwinge an der Kante einer Werkbank
befestigt ist. Auf der Säule sitzt cin an sich bekannter Einspannring 2, an den
auf einer Seite ein Hubzylinder 3 und auf der anderen Seite ein Schwenkgestell 4
an gebaut ist, und der sich zusammen mit diesen um die Säulenachse drehen und in
der Höhe verstellen Läßt. Der Einspannring 2 besteht aus zwei konzentrischen Ringen
5 und 6, die sich ineinander
dehen. Fin Stator 7 ist im Zentrum
des inneren Ringes 6 mit Hilfe dreier radialer Scherenfgreifer 8 gehalten. Es kommt
hierbei jcdoch im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung auf eine genaue Zentrierung
des tatoi's in dem Innenring nicht an.
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Der Hubzylinder 3, der mittels eines .Fußventils betätigt werden kann,
ist über eine Winkelstütze 9 an dem Einspannring befestigt und steht etwa gleichachsig
mit diesem. Eine Kolbenstange 10 weist zum Einspannring 2 hin und greift in ausgezogenem
Zustand durch die Statorbohrung. Da die Spulen 11 bezüglich Fig. 1 vonlinks nach
rechts in den Stator 7 eingezogen werden, befindet sich die mit dieser Vorrichtung
arbeitende Person links davon. Der Hubzylinder 3 liegt also hinter dem Stator 7.
An vorderen Ende der Kolbenstange 10 ist ein drehbares Zugorgan 12 mittels einer
Mutter in Kolbenlängsrichtung verstellbar angebracht.
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Um die einzuziehcnden Spulen 11 in günstiger Position haltern zu können,
ist als Teil des erwähnten Schwenkgestells 4 vor dem Stator 7 ein z-lr Einspannringachse
etwa paralleler Haltestab 13 vorgesehen. Dieser ist mittels eines Spannstückes 14
an eineil Hebel 15 befestigt und läßt sich gewünschtenfalls in Höhenrichtung sowie
wahlweise über ein weiteres Spannstück 16 auch vor und zurück verstellen. Der Hebel
15 ist mittels eines waagerechten Stabes 17 an der Basi.s des Einspannringes 2 schwenkbar
gelagert, sodaß der Haltestab 13 mit einer aufgesteckten bewickelten Wickelt schablonenhälfte
18 nach Gebrauch aus dem Blick- und Arbeitsfeld geschwenkt werden kann. Die Höhenverstellbarkeit
dient der An passung an verschiedene Statordurchmesser.
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Fig. 3 zeigt den beim Stator verwendeten Blechschnitt in größer£m
MaBstab. Auf zwei benachbarte Zähne 19 sind trapezförmige Leisten 20 aufgeklemmt.
Diese Leisten bedecken die Zahnköpfe vollkommen, d.h. sie erstrecken sich vom hinteren
Ende ihres Zahnes über das vordere nde des Zahnes heraus und sind vorne leicht zugespitzt.
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An der Basisfläche der Leisten ist jeweils ein C-förmiges Federprofil
21 aus 0,25 - 0,30 mm starkem Tombakblech aufgelötet, welches die Zahnkanten 22
eng umschließt und die Nutenauskleidungen 23 mit ihren oberen Rändern an die Zahnflanken
leicht an drückt. Das vorder Ende des C-Profils 21, dessen Länge sich nach der größten
vorkommenden Statorlänge richtet, hat zwei abgebogen Ecken oder könnte auch mittels
eines gewölbten Körpers abgedeckt sein, um die Spulendrähte nicht zu verletzten.
Schließlich zeigt Ewigo 3 auch einen sogenannten Dcckschieber 24, z.B. aus Polyesterfolie
0,55 - 0,50 mm stark, welcher den oberen Teil der Nutenisolation bildet und. die
eiiigelegte Spulenseite 11a zur Bohrungsachse hin abdeckt. Die Leisten 20 sind an
ihrer Basis nur so breit wie das C-Profil 21 notwendigerweise sein mllß, um über
die Zalinkanten 22 gesteckt werden zu können. Die Neigung der Seiten flächen der
Leisten 20 gegenüber der Basis ist so gewaljlt, daß die beiden benachbarten Seitenflächen
der beiden Leisten etwa parallel stehen und somit einen tiefen Führungsschlitz für
die Spulendrähte 11e bilden. Alle Kanten der Leiste sind leicht ab gerundet. Alle
Oberflächenrauhigkeiten sind vermieden, vorzugsweise sind die Oberflächen verchromt.
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Das Einziehen einer Spule verläuft (teilweise mit Bezug al 4) wie
folgt. Die Spulen 11 werden zunächst wie üblich auf einen Wickelmaschine über zweiteilige
Wickelschablonen gewickelt, vorzugsweise mit mehreren paralleln Drähten. Während
man normalerweise den Schablonenquerschnitt (Kasten) so ausbildet, daß die vorgewickelten
Spulen einen etwa quadratischen Querschnitt haben, werden erfindungsgemäß wesentlich
breitere Wickelschablonen verwendet, sodaß flache Spulen aus nur wenigen Lagen entstehen
e.-vor noch die Schablonen an der Wickelmaschine gelockert werden, schiebt man übor
jede Spulenseite eine mit leichtem Druck eo liegende flache Klammer, beispielsweise
ähnlich einer großen Büroklammer, oder eine zangenförmige Klammer.
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Nun werden die Wickelschablonhölfte an der Wickelmaschine übereinander
gestellt, die unteren Schablonenhälfte werden ganz weggenommen und dann zunächst
eine obere Schablonenhälfte 18 zusammen mit den drei darüberhängenden Spulen 11
auf den Haltestab 13 des Schwenkgestells 4 gesteckt und zwar vorzugsweise in dessen
nach links ausgeschwenkter Stellung.
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Zu beiden Seiten der Nuten, in welche die erste, auf der Schablone
ganz rechts hängende Spule eingzogen werden soll, werden nun die Leiten 20 (Fig.
4) von vorn auf die entsprechenden Zahnköpfe aufgeschoben. Jetzt wird der Hebel
15 nach innen geschwenkt, sodaß diese Spule 11 unmittelbar vor den Enden der Leisten
20 hängt. DJe vorerwähnten Klammern werden nun entfernt und die flachen spulen seiten
11a und 11b mit den Händen zwischen die Meisten 20 eingaführt. Dabei wird die Spule
gleichzeitig aus der Wickelschablonenhälfte 1E, herausgehoben, sodaß diese mit den
beiden verbleibenden Spulen aus dem Blickfeld weggeschwenkt werden kann.
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Die aufgefaßte Spule 11 wird nun in schräger Lage zum Stator 7 hin
bewegt. Sie hält sich selbst in ihrer Posisiton, sodaß die Kolbenstange 10 des auf
Leerlauf geschalteten Hubzylinders 3 vorgezogen (oder bei doppeltwirkenden Zylindern
auch selbsttätig nach vorn bewegt) werden kann. Das Zugorgan 12 wird von oben nach
h unten gedreht und dadurch mit dem oberen Spulenkopf 11 c verhakt Der untere, später
vordere Spulenkopf ist mit 11d bezeichnet.
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Nun werden zwei Deckschieber 24 ein kleines Stück weit in den Nutenraum
eingedrückt, wobei es gegebenenfalls erforderlich sein kann, den Hubzylinder 3 schon
ein wenig zurückfahren zu lassen, um die Spule zu spannen. Nun. hält man mit beiden
Händen die Spulenseiten 11a und 11b und die Deckschieber 24 zusammen und setzt mit
Fußventil den Hubzylinder 3 nach hinten in Bewegung, wobei die Spule 11 mit den
Dechschiebern 24 ohne Verletzung z.n ihre Nuten einläuft, Ist der Hubzylinder in
seiner Edstellung angelangt, so wird das Zugorgan 12 nach oben gedreht und dadurch
ausgehäkt.
Die Deckschieber 24 werden, falls erforderlich, vollends inihre richtige Stellung
eingedrückt und die Spulenköpfe 11c und 11d, die in diesem Vorfahrensabschnitt besonders
gut zugänglich sind, können mit wonigen Handgriffen leicht geformt werden, Insbesondere
bei Zweischichtwicklungen, bei denen eine Spule nur den halben Querschnitt ihrer
Nut ausfüllt, können in gleicher Weise auch ganze Spulengruppen eingezogen werden,
wobei natürlich entsprechend mehr Leisten aufgesteckt werden müssen. Die Spulen
werden in gleicher Weise zusammen mit den Wickelschablonen hälften von der Wickelmaschine
zur Einziehvorrichtung transportiert und einzeln zwischen ihre zugehörigen Listenpaars
eingsführte