-
Umbändelmaschine zum Bewickeln von Leitern für elektrische Maschinen,
insbesondere von Stäben, mit Isolierstoffbändern Die Erfindung betrifft eine Umbändelmaschine
zum Bewickeln von Leitern für elektrische Maschinen, insbesondere von Stäben, mit
Isolierstoffbänder, mit einem auf einem Support angeordneten Umbändelkopf.
-
Die Umbändelmaschinen oben genannter Art sind seit längerer Zeit bekannt.
Bei diesen Maschinen bewegt sich ein Wickelkopfsupport entlang einer Führungsleiste
oder auf Führungen , die entsprechend der Form der Wicklungsteile im Bereich der
gebogenen Stabpartien eine Raumkurve bilden. In CH-PS 481 518 ist eine solche Maschine
beschrieben und abgebildet. Sie enthält einen Support mit einem Bewickelkopf, der
entlang einer auf
einem Gestell angeordneten Kopierschiene, die
die Form des zu isolierenden Stabes hat, beweglich ist. Für das Bewickeln im Bereich
der gebogenen Stabpartie enthält diese Maschine am Support beidseitig der Kopierschiene
je eine Fixierrolle. Die Fixierrollen legen die Achse fest, um die sich der Support
verdreht. In DT-AS 1 255 786 ist eine ähnliche Umbändelmaschine beschrieben. Sie
besteht aus einem Gestell, welches der projezierten Form eines stabförmigen Wicklungsteiles
entsprechende Führungen für den Wickelkopfsupport aufweist, der entlang des in Halterungen
festgelegten Wicklungsteiles bewegbar und dessen um eine horizontale Achse rotierbarer
Wickelkopf unter Vermittlung einer Abtastvorrichtung zum Aufbringen des Isolierstoffbandes
auf die gebogenen Stabteile in horizontaler Ebene quer zur Bewegungsrichtung des
Wickelkopfsupportes und/oder in vertikaler Ebene bewegbar sowie in die jeweilig
senkrechte Lage zur Stabachse verschwenkbar ist. Beim Isolieren muss der Isolierbandeinlauf
am Stab mit seiner Mitte mit dem Schnittpunkt der Stabachse und der Vertikaldrehachse
des Umbändelkopfes über einstimmen. In Vorschubrichtung gesehen liegt der Isolierbandeinlauf
um die Steigung bezogen auf den Abstand der Leiterachse zur Isolierbandrollenträgermittelachse
hinter der Umlaufringmittelebene des Umbändelkopfes. Beim Reversieren der Vorschubrichtungen
an beiden Leiterenden ändert sich die Lage des Iso-' lierbandes in Beziehung zur
Umlaufringmittelebene und der Isolierbandeinlauf am Stab entspricht nicht der Form
der kopierten
Führungen oder Schienen, was besonders in den gebogenen
Teilen des Stabes schlechte Qualität der Isolation verursacht.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, welche die
Nachteile des Bekannten nicht aufweist und eine gute Qualität der Isolation auch
bei beiden Richtungen des Umbändelns ermöglicht.
-
Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Einrichtung der Eingangs genannten
Art dadurch gelöst, dass der Umbändelkopf auf einem im Wagen angeordneten Schlitten
gelagert ist, wobei der Schlitten um eine einstellbare Strecke verschiebbar ist.
-
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass bei dem
Verschieben des Umbändelkopfes nach vorne in Richtung des Umcändelns um eine bestimmte
Strecke der Bandeinlauf am Stab in der Vertikalachse des Umbändelkopfes liegt, was
auch in den gebogenen Teilen des Leiters eine gute und regelmässige Isolation sichert.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schlitten an einen
Vorschubmotor angekuppelt und die Umbändelmaschine enthält einstellbare Endschalter
zum Reversieren des Vorschubmotors, Diese-Ausgestalltung ermöglicht das automatische
Reersteren der Lage des Umbändelkopfes bei der Aenderung der
Umbändelrichtung
am Ende des bewickelnden Leiters.
-
Es ist zweckmässig, wenn in wenigstens einer Projektionsebene des
zu bewickelnden Leiters eine mit ihren Rollenachsen senkrecht zu der Projektionsebene
des zu bewickelnden Leiters eine mit ihren Rollenachsen senkrecht zu der Projektionsebene
des zu bewickelnden Leiters angeordnete, mittels eines ein Kettenantriebsritzel
enthaltenden Kettenantriebes angetriebene Rollenkette über um senkrecht zu der Projektionsebene
des zu bewickelnden Leiters stehende, einstellbar angeordnete Kettenrollen geführt
wird, wobei der Wagen mit dem Umbändelkopf an die Rollenkette angekuppelt ist. Der
Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass man mit Hilfe von den genannten
Kettenrollen die Rollenkette einfach in der der Leiterform entsprechenden Lage anordnen
kann, ohne dass dafür spezielle Führungselemente zu gebrauchen. Gemäss einer weiteren
Ausgestaltung ist die Rollenkette teilweise in senkrecht zu der Projektionsebene
des zu bewickelnden Leiters einstellbar angeordneten geraden Führungen geführt,
was die Lage der Rollenkette weiter sichert. Nach einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Rollenkette eine Mehrfachrollenkette, vorzugsweise eine Dreifachrollenkette.
Mit dieser Ausgestaltung wird eine sichere und feste Führung des Wagens erreicht.
Es ist vortellhaft9 wenn wenigstens eine Kettenrolle'eine Spannrolle ist. Ferner
ist es zweckmässlgg wenn der Vorschubmotor und der Umbandelmotor durch eine elektrische
Welleverbunden
sind. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin,
dass die Vektorgeschwindigkeiten des Vorschubs und des Umbändelns berücksichtigt
werden. Es ist günstig, wenn der Vorschubmotor mit einem nockengesteuerten Reglerpotentiometer
elektrisch verbunden und stufenlos regelbar ist. Diese Anordnung dient zur Anpassung
der Bahngeschwindigkeit in geraden Leiterteilen, beim Bogenfahren und in den Leiterendpartien
an qualitativ und quantitativ optimale Isolierbedingungen. Es ist zweckmässig, wenn
zwischen den Vorschubmotor und den das Kettenantriebsritzel enthaltenden Kettenantrieb
ein Getriebe für stufenlose Drehzahlregelung eingebaut ist. Der Vorteil dieser Anordnung
liegt darin, dass man mit einfachen Mitteln die Vorschubgeschwindigkeit und die
vorgeschriebene Isolierbandüberlappung abzustimmen kann.
-
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Isolierbandrollenträger
in der Mittelebene des Umbändelkopfes drehbar gelagert.
-
Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht insbesondere darin, dass
die Anfahr- und Kollisionsbedingungen in beiden Richtungen entlang des zu bewickelnden
Leiters gleich sind, was das Einstellen der Umbändelmaschine wesentlich erleichtert.
Der Umbändelkopf wird enger und die das Durchhängen des Leiters verhindernden Halterungen
müssen also den Leiter erst in der unmittelbaren Nähe der Mittelebene des Umbändelkopfes
freilassen.
-
Es empfiehlt sich den Isolierbandrollenträger in einem im Umbändelkopf
gelagerten
Umlaufring um eine die Sehne des Umlaufringes bildende Achse drehbar anzuordnen.
Der Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, dass hiermit die nötige Neigung
des Isolierbandrollentragers in Richtung zu der Bandeinlaufstelle am Leiter ermöglicht
isto Ferner ist es zweckmässig, wenn der Umbändelkopf einstellbare Anschläge zur
Begrenzung der Drehbewegung des Isolierbandrollenträgers enthält. Der Vorteil dieser
Anordnung liegt in der Stabilisierung der Enlage des ausgeschwenkten Isolierbandrollenträgers.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Isolierbandrollenträger wenigstens
eine Bremsscheibe enthält, der ein drehbar gelagertes, aus einer inneren und einer
äusseren Bremsfeder bestehendes Bremsfederpaar zugeordnet ist, wobei am Ende der
inneren Bremsfeder ein Gleiter angeordnet ist. Mit Hilfe dieser Ausführungsform
wird eine im Bezug auf das Isolierstoffband fast konstante, vom Durchmesser der
Isolierbandrolle unabhängige Bremskraft erreicht weil die Enden der Bremsfedern
dem abnehmenden Durchmesser der Isolierbandrolle nachfolgen. Diese Konstanthaltung
des Bandzuges ist für die Güte und die Gleichmässigkeit der Isolation von grosser
Bedeutung.
-
Ferner ist es zweckmässig,-wenn wenigstens eine Bremsscheibe mit'
einer Iso-lierbandroll enaufnahme mechanisch verbunden ist und die Isolierbandrollenaufnahme
mit wenigstens einer Bremsscheibe
zwischen einem festen und einem-
drehbaren Bügel drehbar gelagert ist. Diese Ausführungsform ermöglicht ein schnelles
Einlegen eines neuen Isolierstoffbandes.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
vereinfacht dargestellt.
-
Es zeigt Fig. 1 einen Umbändelkopf der Umbändelmaschine gemäss der
Erfindung in Vorderansicht, Fig. 2 den Umbändelkopf nach Fig. 1 in Seitenansicht,
Fig. 3 den Umbändelkopf nach Fig. 1 und 2 in Draufsicht, Fig. 4 eine schematische
Darstellung einer Umbändelmaschine mit einer Ausfilhrungsform der Erfindung in Vorderansicht,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Umbändelmaschine nach Fig. 4 in Seitenansicht,
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Umbändelmaschine nach Fig. 4 und 5 in Draufsicht,
Fg. 7 ein gesamtes Schema der Umbändelmaschine nach Fig. 4 bis 6, Fi. 8 einen schematischen
Querschnitt durch eine Seispielsweise Ausführung eines Umbändelkopfes,
Fig.
9 eine schematische Vorderansicht des Umbändelkopfes nach Fig. 8 Fig. 10 einen schematischen
Querschnitt durch einen Isolierbandrollenträger der Umbändelmaschine gemäss der
Erfindung und Fig. 11 eine Vorderansicht des Isolierbandrollenträgers gemäss Fig.
10.
-
Gemäss Fig. 1 bis 3 ist ein Umbändelkopf mit der Ziffer 1 bezeichnet
und mit der Ziffer 1' seine strichpunktierte Stellung.
-
Ein Support ist durch die Zahl 2 gekennzeichnet, im Wagen gelagerte
Führungsstäbe für den Support 2 durch die Zahl 3, ein Schlitten durch die Zahl 4,
ein Vorschubmotor für den Umbändelkopf 1 durch die Zahl 5 und Schlittenführungen
durch die Zahl 6.
-
Eine vertikale Welle ist mit der Kennziffer-7 benannt, ein Isolierbandrollenträger
mit der Ziffer 8, seine Lage mit der Ziffer 8' und. 8't, Halterungen des Isolierbandrollenträgers
8 mit der Ziffer 9, ein Isolierstoffband mit der Ziffer 10 und ein Leiter mit der
Ziffer 11. Mit 12 ist ein Isolierbandeinlauf benannt, Pfeil 13 zeigt die Richtung
der Bewegung des Isolierbandrollenträgers ß und durch die Zahl 14 ist ein Umbändelmotor
gekennzeichnet. In Figo E bis 11 sind gleiche, Teile mit denselben Bezugszahlen
er-sehen wae in bis 1 bis 3.
-
Gemäss Fig. s bis 6 ist ein Maschinenbett et a ezelchnet9
eine
Rollenkette mit 16, Kettenrollen mit 17, eine Spannrolle mit 17', gerade Führungen
mit 18 und ein Wagen mit 19. Längs führungen für den Wagen 19 sind durch die Zahl
20 gekennzeichnet, Stabendhalter durch die Zahl 21, Stabhalter durch die Zahl 22
und ein Kettenantrieb durch die Zahl 23. Mit der Bezugsziffer 24 ist ein Steuerschrank
benannt, mit der Ziffer 25 Traversen, mit der Ziffer 26 Träger der Stabendhalter
21 und mit der Ziffer 27 Träger der Stabhalter 22. Mit der Zahl 28 sind Seitenwände
bezeichnet, mit der Zahl 29 ein Kabel. In Fig. 7 ist ein Vorschubmotor mit der Zahl
30 benannt, eine elektrische Welle mit der Zahl 31, ein Kettenantriebsritzel mit
der Zahl 32, ein Getriebe für stufenlose Drehzahlregelung mit der Zahl 33, eine
Ueberlastkupplung mit der Zahl 34, gemäss Fig. 8 und 9, ein Umlaufring mit der Zahl
35 und Halterungen des Isolierbandrollenträgers 8 mit der Zahl 36. Ein Bügel ist
mit der Ziffer 37 versehen, Isolierstoffbandeinläufe mit der Zahl 38' und 38", eine
Mittelebene des Umbändelkopfes 1 mit der Ziffer 39, eine Sehne des Umlaufringes
35 mit der Ziffer 40. Gemäss Fig. 10 und 11 bedeutet 41 Bremsscheiben,42 innere
Bremsfeder, 42' äussere Bremsfeder und 43 einen Gleiter. Durch die Zahl 44 ist eine
zweiteilige Isolierbandrollenraufnahme gekennzeichnet, durch die Zahl 45 ein fester
Bügel, durch die Zahl 45' ein drehbarer Bügel, durch die Zahl 46 Stellschrauben
und durch die Zahl 47 eine -Isolierbandrolle. Mit 48 rst eine Achse der Bremsfeder
42, 42' benannt,
mit 49 eine drehbare Lagerung mit 50 Spitzen,
mit 51 ein Schloss. Pfeil 52 bedeutet die Drehrichtung der Isolierbandrolle 47 und
Pfeil 53 Drehrichtung des drehbaren Bügels 45'.
-
Bremsbeläge der Bremsfeder 42, 42' sind durch die Zahl 54 gekennzeichnet.
-
Gemäss Fig. 1 bis 3 ist der Umbändelkopf 1 auf dem im Wagen angeordneten
Schlitten 4 gelagert. Der Schlitten 4 ist um eine einstellbare Strecke verschiebbar
angeordnet. Der Vorschub wird automatisch mit Hilfe vom Vorschubmotor 5 durchgeführt,
an den der Schlitten 4 angekuppelt ist. Der Isolierbandeinlauf 12 am Leiter 11 wird
mit seiner Mitte mit dem Schnittpunkt der Leiterachse und der Vertikaldrehachse
des Umbändelkopfes 1 übereinstimmen. Für die Bewegung des Umbändelkopfes 1 in Richtung
des voll gezeichneten Pfeiles ist also die voll gezeichnete Lage des Umbändelkopfes
1, des Umbändelmotors 14 und des Vorschubmotors 5 geeignet, der Bewegung des Umbändelkopfes
1 in Richtung des strichpunktierten Pfeiles entspricht die strichpunktierte Lage
1' des Umbändelkopfes 1.
-
Gemäss Fig. 4 bis 6 ist das Maschinenbett 15 mit den verschiebbar
angeordneten Traversen 25 versehen, die die seitlich verschiebbar angeordneten Kettenrollen
17, die Spannrolle 17! und die geraden Führungen 18 tragen, mit Hilfe-deren die
Rollenkette 16 geführt wird. Der Umbändelkopf 1 ist auf dem Support 2 angeordnet,
der verschiebbar im Wagen 19 gelagert ist. Der Wagen 19 ist in
den
Längsführungen 20 im Maschinenbett 15 geführt und der Wagen 19 ist an die Rollenkette
16 mit der vertikalen Welle 7 angekuppelt. Von dem im Umbändelkopf 1 gelagerten
Isolierbandrollenträger 8 wird das Isolierstoffband 10 an die Oberfläche des Leiters
11 geführt, der in den an den Trägern 26 und 27 angeordneten Stabendhaltern 21 und
Stabhaltern 22 befestigt ist.
-
Die Stabhalter 22 sind mit an sich bekannten Mitteln zum selbsttätigen
Oeffnen und Schliessen beim Passieren des Umbändelkopfes 1 versehen. Der Umbändelkopf
1 ist mit dem Kabel 29 mit dem Steuerschrank 24 verbunden. Der Verlauf der Rollenkette
16 wird mit Hilfe von den verstellbar angeordneten Kettenrollen 17 und geraden Führungen
18 so eingestellt, dass er der projizierten Form des zu bewickelnden Leiters 11
entspricht. Der Wagen 19 des Umbändelkopfs 1 ist an der oben liegenden Bahn der
Rollenkette 16 über drei Kettenglieder angekuppelt. Bei der eingerichteten Umbändelmaschine
entspricht also die Mittelachse der Rollenkette 16 der Grundrissprojektion der Leiterachse,
d.h., alle Kettenrollenmittelpunkte im Arbeitsbereich sind Punkte der Grundrissprojektion
der Leiterachse. Wird die Rollenkette 16 mit der Vorschubgeschwindigkeit als Leitgrösse
angetrieben, wird der Wagen 19 mit dem den Umbandelkopf 1 tragensden-Support 2 längs
der Leiterachse geführt. Die Rollenkette 16 steuer den Wagen 19 zweidimensional
und gleichzeitig wird der ist Jie vertikale Achse 7 drehbar angeordnete Umbändelkopf
1 enkrechnt zur Leiterachse geführt. Beim Radiuseinlauf und
Radiusauslauf
tritt eine kleine Abweichung auf, weil das Kettenglied als Sehne am Kreisbogen wohl
in seiner Mitte parallel zur Tangente liegt aber um die halbe Kettengliedlänge vor-
bzw. nachlaufend die Drehbewegung ansteuert. Die Versuche und die Praxis haben gezeigt,
dass diese geringen Abweichungen durch das Isolierband noch gut ertragen werden
und die Qualität der Isolation nicht vermindert wird. Die Rollenkette erfüllt über
die Kupplung mit dem Wagen 19 die Funktion einer 3-Achsen-Steuerung.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform gemäss Fig. 7 ist der Vorschubmotor
30 für den Antrieb der Rollenkette 16 und der Umbändelmotor 14 durch die elektrische
Welle 31 verbunden, womit die Vektorgeschwindigkeiten berücksichtigt werden. Das
Getriebe 33 für stufenlose Drehzahlregelung erlaubt, Vorschubgeschwindigkeiten und
Umlaufdrehzahl des Umbändelkopfes 1 auf die verwendete Breite des Isolierstoffbandes
und die vorgeschriebene Bandüberlappung abzustimmen. Ueber ein nockengesteuertes
Reglerpotentiometer wird die Drehzahl des Vorschubmotors 30 in verschiedenen Teilen
des Leiters 11 an optimale Isolierbedingungen angepasst.
-
Fig. 8 und 9 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform des Umbändeikopfes
1. Im Umbändelkopf 1 ist der Umlaufring 5 drehbar gelagert. Der Umlaufring 35 ist
mit einem niht dargestellten
Zahnkranz verstehen, mit dessen Hilfe
er angetrieben wird. Der Isolierbandträger 8 ist drehbar zwischen zwei Bügeln 37
angeordnet, die in den in der Mittelebene 39 des Umbändelkopfes 1 befestigten Halterungen
36 um eine die Sehne 40 des Umlaufringes 35 bildende Achse drehbar gelagert sind.
Das Isolierstoffband 10 wird an die Oberfläche des Leiters 11 geführt.
-
Der Leiter 11 wird durch nicht dargestellte Halterungen gehalten.
Bei der Drehbewegung des Umlaufringes 35 wird der Leiter 11 mit dem Isolierstoffband
10 umgewickelt. Der Umbändelkopf 1 bewegt sich dabei entlang des Leiters 11 in einer
oder anderer Richtung. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, dass bei der Bewegung des Umbändelkopfes
1 nach links der Isolierbandrollenträger 8 die Stellung 8' einnimmt und bei der
Bewegung nach rechts die Stellung 8". Der Stellung 8' des Isolierbandrollenträgers
8 entspricht der lsolierstoffbandeinlauf 38', der Stellung 8 " der Isolierstoffbandeinlauf
38 " . Die Isolierstoffbandeinläufe 38' und 38" liegen also am Leiter 11 in bestimmten
Entfernungen von der Mittelebene 39 des mbändelkopfes 1. Beim Einstellen der Umbändelmaschine
auf bestimmte Form des Leiters 11 muss man an die Entfernungen der Isolierstoffbandeinläufe
38' und 38" von der Mittelebene 39 des Umbändelkopfes 1 Rücksicht nehmen. Bei dieser
symmetrischen Ausführung des- Umbändelkopfes ist das Einstellen jedoch einflacher,
weil die Anfahr- und Kollisionsbedingungen des Umbändelkopfes 1 in beiden Richturlgen
der Bewegung des Umbändelkopfes 1
entlang des Leiters 11 gleich
sind. Der symmetrische Aufbau des Umbändelkopfes 1 ist besonders vorteilhaft nicht
nur beim UmbEndeln an beiden nicht geraden Enden des Leiters 11, sondern auch am
geraden oder ungefähr geraden Teil des Leiters 11, wo die Halterungen des Leiters
11 beim Passieren des Umbändelkopfes 1 selbsttätig öffnen und schliessen müssen.
-
In Fig. 10 und 11 ist eine Ausführungsform des Isolierbandrollenträgers
8'aus Fig. 8 und 9 dargestellt-. Dieser Isolierbandrollenträger enthält zwei Bremsscheiben
41. Jeder Bremsscheibe 41 ist das aus der inneren Bremsfeder 42 und der äusseren
Bremsfeder 42' bestehende Bremsfederpaar zugeordnet. Am Ende der inneren Bremsfeder
42 ist der Gleiter 43 angeordnet. Die Bremsfederpaare sind um die Achse 48 drehbar
angeordnet und jedes Paar ist mit einer Stellschraube 46~versehen, mit der man den
Druck der Bremsfeder 42, 42' an die Bremsscheibe 41 einstellen kann. An den Enden
der Bremsfeder 42, 42' sind die Bremsbeläge 54 befestigt. Die Isolierbandrolle 47
ist mit der zweiteiligen Isolierbandrollenaufnahme 44 verbunden, die zwischen dem
festen Bügel 45 und dem drehbaren Bügel 45' gelagert ist.
-
Die beiden Bügel 45, 45' sind mit dem Schloss 51 verschlossen und
sind in den zwischen den Spitzen 50 angeordneten, drehbaren Lagerungen 49 befestigt.
Bei der Drehbewegung des Umlaufringes 35 (siehe Fig. 9) wird das Isolierstoffband
10 von der Isolierbandrolle 47 abgezogen, wobei sich die Isolierbandrolle 47 -und
damit
auch die Bremss-cheiben 41 in Richtung 52 bewegen. Der Durchmesser
der Isolierbandrolle 47 nimmt ab, die Enden der Bremsfeder 42, 42' folgen ihm jedoch
nach, so dass sich das Bremsmoment entsprechend ändert und die Bremskraft bleibt
fast konstant.