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EINRICHTUNG ZUM AUFBAU EINER STABWICKLUNG FUR
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EINE ELEKTRISCHE MASCHINE Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet
der Elektrotechnik, insbesondere auf Einrichtungen zum Aufbau einer Stabwicklung
für eine elektrische Maschine und kann beim Herstellen von Wicklungen für Läufer
und Ständer elektrischer Maschinen benutzt werden.
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Es ist eine Maschine zum Herstellen und Einlegen von Einwindungsspulen
in Nuten eines Magnetkerns mit einer Einrichtung zum Aufbau einer Stabwicklung (DT-PS
1 907 526) bekannt.
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Die Einrichtung zum Herstellen einer Stabwicklung für eine elektrische
Maschine enthält ein im Gehäuse angeordnetes, auf Führungen in Horizontalrichtung
verstellbares Gleitstück, eine Arbeitstrommel, in der die Spule geformt wird, und
einen gemeinsamen steuerbaren Antrieb. Das Gleitstück trägt einen federbelasteten
zweiarmigen Hebel mit einem Anschlag.
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In die Arbeitstrommel werden auf dieser Maschine vorgefertigte Schleifen
eingebracht, die dann zu Spulen geformt werden. Bei der hin- und hergehenden Bewegung
des Gleitstücks wird die Schleife mit Hilfe des Hebels in die Arbeitstrommel
eingelegt.
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Das Einbringen in die Arbeitstrommel der auf der gleichen Maschine
hergestellten Wicklungsschleifen mit nachfolgender Formung von Wicklungsspulen aus
diesen gestattet es nicht, einen hohen Ausnutzungsgrad der Ausrüstung (0,65%) zu
erhalten. Die Einrichtung zum Herstellen von Schleifen hat eine geringe Leistungsfähigkeit,
so daß es nicht möglich ist, eine Zwischenablage für vorgearbeitete Schleifen zu
schaffen und die Leistungsfähigkeit der Einrichtung zum Aufbau einer Stabwicklung
zu steigern.
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Bei der Formung der Wicklungsspulen nach dem Einbringen der Schleifen
in die Arbeitstrommel ist es nicht möglich, den vorgegebenen Winkel zwischen den
in die Nuten einzubringenden Ästen der Schleifen genau einzuhalten, was zum Ausschuß
führt.
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Das Fehlen von Vorrichtungen zum Ausrichten der Schleifen gegenüber
der Arbeitstrommel führt auch zum Ausschuß und zur Senkung der Arbeitssicherheit
der Einrichtung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Aufbau
einer Stabwicklung für eine elektrische Maschine zu schaffen, die einen hohen Ausnutzungsfaktor
der Ausrüstung durch Speicherung und Ausnutzung einer Zwischenablage vorgearbeiteter
Schleifen, Senkung des Ausschusses dank Verwendung von vorgefertigten Schleifen,
bessere Ausrichtung derselben und Sicherung der Einbringung in die Arbei-tstrommel
eines vollen Schleifensatzes, Steigerung der Arbeitssicherheit der Einrichtung durch
Verwendung einer Arbeitstrommel, die eine genaue Anordnung der Schleifen gewährleistet,
und durch Zuführen an die Ausrichtungsvorrichtung nur einer Schleife hat.
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Dies wird dadurch erreicht, daß die Einrichtung zum Aufbau einer Stabwicklung
für eine elektrische Maschine, die ein in einem Gehäuse untergebrachtes, auf Führungen
verstellbares Gleitstück zum Einlegen der Wicklungselemente, eine Arbeitstrommel,
in der die Wicklung geformt wird, erfindungsgemäß eine Mulde zur Zwischenablage
der Schleifen, die Elemente der Wicklung sind, sowie eine Vorrichtung zum Ausrichten
der Schleifen gegenüber der Arbeitstrommel enthält, die einen horizontal liegenden
und durch eine Bohrung im Gleitstück hindurchgehenden Bolzen, der den Wickelkopf
der Spule abstützt und somit die Spule ausrichtet, und weiter eine mit dem Gehäuse
in Verbindung stehende Steuereinrichtung enthält, die das Ausfahren des Bolzens
aus der Bohrung im Gleitstück steuert.
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Nach einer Ausführungsvariante ist der Bolzen federbelastet, während
die Steuereinrichtung eine mit einem Bolzenende verbundene Gabel, eine an der Gabel
befestigte Rolle und ein starr am Gehäuse befestigtes Steuerlineal, mit welchem
die Rolle gekoppelt wird, enthält.
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Nach einer weiteren Ausführungsvariante enthält die Steuereinrichtung
eine mit einem Bolzenende verbundene Gabel, eine an der Gabel befestigte Rolle und
ein starr am Gehäuse befestigtes genutetes Steuerlineal, mit dessen Oberfläche die
Rolle gekoppelt ist.
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Nach einer Ausführungsvariante enthält die Vorrichtung zum Ausrichten
der Schleifen gegenüber der Arbeitstrommel zusätzlich eine vertikal auf Führungen
verstellbare Grundplatte, einen starr auf der Grundplatte befestigten Deckel mit
einer in diesem ausgebildeten Nut, deren Form der Spulenform entspricht, und einen
federbelasteten an der Grundplatte befestigten Stößel zum Nachschieben der Spule
in die Arbeitstrommel.
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Nach einer anderen Ausführungsvariante enthält die Vorrichtung zum
Ausrichten der Schleifen gegenüber der Arbeitstrommel zusätzlich einen Stab, an
dessen einem Ende gelenkig eine Lasche befestigt ist, während am anderen Ende desselben
eine Gabel mit einer Rolle vorhanden ist, welche mit einem am Gehäuse befestigten
Steuerlineal gekoppelt ist.
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Nach einer Ausführungsvariante ist beim Aufbau einer Wicklung aus
Schleifen die Arbeitstrommel als Zylinder, der am Umfang Längsbohrungen zur Aufnahme
des einen Schleifenastes aufweist, mit einem Begrenzungsmantel, der ein Leitblech
zum Ausrichten des anderen Schleifenastes hat, ausgeführt.
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Nach einer anderen Ausführungsvariante ist beim Aufbau einer Wicklung
aus Schleifen die Arbeitstrommel in Form von zwei koaxial angeordneten gegeneinander
verdrehbaren Zylindern ausgeführt, wobei in dem inneren Zylinder am Umfang Längsbohrungen
zur Aufnahme des einen Schleifenastes und in dem äußeren Zylinder Radialnuten zur
Aufnahme des anderen Schleifenastes vorgesehen sind.
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Es ist zweckmäßig, daß die Arbeitstrommel eine Zentralbohrung aufweist,
in die ein Ausstoßer zum Ausstoßen des geformten Schleifensatzes aus der Trommel
und eine Feder zur Senkung des Ausstoßers eingesetzt sind, während am Gestell ein
Nocken zum Anheben des Ausstoßers angeordnet ist.
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Es ist auch zweckmäßig, daß die Mulde eine Vorrichtung zur stückweisen
Ausgabe der Schleifen mit einem zweiarmigen Hebel, dessen einer Arm kinematisch
mit dem Gleitstück verbunden ist, während in dem anderen Arm eine Nut zum über tragen
einer Schleife ausgeführt ist, und ein Schutzblech über dem Hebel zum Verhindern
einer Verschiebung der anderen Schleifen zum Bolzen der Schleifenausrichtungsvorrichtung
enthält.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, daß die Mulde auf einem Vibrator angeordnet
ist.
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Es ist zweckmäßig, daß auf der Mulde ein Geber für das Ausbleiben
des kompletten Schleifensatzes angeordnet ist.
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Die Erfindung gestattet es, den Ausnutzungsgrad der Ausrüstung durch
Zwischenablage von Schleifen auf der Mulde zu erhöhen, was die Möglichkeit des Stillstandes
der Einrichtung vermindert.
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Der Aufbau der Wicklung aus vorgefertigten Schleifen und die Anwendung
zusätzlicher Vorrichtungen zum Ausrichten der Schleifen vermindert erheblich den
Ausschuß.
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Die Anwendung von Arbeitstrommeln, die eine genaue Anordnung der Schleifen
sichern, und das Zuführen an die Ausrichtungsvorrichtung nur einer Schleife erhöht
die Arbei-tssicherheit der Einrichtung.
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Die Anwendung einer Verriegelungsvorrichtung sichert die Übernahme
in die Arbeitstrommel eines kompletten Schleifensatzes, was auch den Ausschuß reduziert.
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Andere Ziele und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden
ausführlichen Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung; Fig. 2 die erste Ausführungsvariante
einer Vorrichtung zum Ausrichten einer Schleife gegenüber einer Arbeitstrommel mit
einer Bolzenausfahrsteuerung in Axonometrie;
Fig. 3 eine andere
Ausführungsvariante der Steuerung; Fig. 4 eine andere Ausführungsvariante der Schleifenausrichtvorrichtung;
Fig. 5 die erste Ausführungsvariante der Schleifenausrichtvorrichtung im Schnitt;
Fig. 6 eine Ausführungsvariante der Arbeitstrommel; Fig. 7 eine andere Ausführungsvariante
der Arbeitstrommel; Fig. 8 eine Mulde; Fig. 9 eine Mulde im Schnitt; Fig.10 eine
Draufsich-t auf die Einrichtung.
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Die Einrichtung zum Aufbau einer Stabwicklung für eine elektrische
Maschine enthäl-t ein Gestell 1 (Fig. 1), auf dem ein Drehtisch 2 mit einer Betätigungsvorrichtung
3 angeordne-t ist, ein Gehäuse 4 und eine Stütze 5 für die Mulde 6. Auf dem Drehtisch
2 sind Arbeitstrommeln 7 angeordnet. In dem Gehäuse 4 sind ein auf Führungen 9 vertikal
verstellbares Gleitstück 8 zum Einlegen der Wicklungselemente und eine Vorrichtung
zum Ausrichten der Schleifen gegenüber der Arbeitstrommel 7 untergebracht, wobei
diese Vorrichtung einen horizontal liegenden und durch eine Bohrung 10 im Gleitstück
8 hindurchgehenden Bolzen 11, der den Spulenkopf abstützt und somit die Spule ausrichtet,
und eine mit dem Gehäuse 4 in Verbindung stehende Steuereinrichtung 12, die das
Ausfahren des Bolzens 11 aus der Bohrung 10 im Gleitstück 8 steuert, enthält. Die
Arbeitstrommeln 7 sind mit Ausstoßern 13 versehen, während am Gestell ein Nocken
14 zum Anheben der Ausstoßer 13 angebracht ist.
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Die Steuereinrichtung 12 enthält eine mit einem Ende des Bolzens 11
verbundene Gabel 15 (Fig. 2), eine an der Gabel 15 befestigte Rolle 16 und einen
am Gehäuse 4 starr befestigten Nocken 17, mit welchem die Rolle 16 gekoppelt ist.
Der Bolzen 11 ist durch eine Feder 18 belastet. Die Schleifenausrichtvorrichtung
enthält
auch eine auf Führungen 9 vertikal verstellbare Grundplatte 19 und einen an der
Grundplatte 19 starr befestigten Deckel 20. An der Grundplatte 19 ist mittels einer
Leiste 21 ein Führungslineal 22 befestigt, das über ein Klinkenpaar (nicht mitgezeichnet)
mit der Arbeitstrommel 7 gekoppelt ist. Auf dem freien Ende des Bolzens 11 sitzt
die Schleife 23. Die unterhalb des Gleitstückes 8 befindlichen Teile der Führungen
9 sind mit Federn 24 versehen.
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Die Achse 25 ist mit einem steuerbaren Antrieb (nicht mitgezeichnet)
verbunden.
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Bei einer anderen Ausführungsvariante enthält die Steuereinrichtung
12 eine mit einem Ende des Bolzens 11 verbundene Gabel 26 (Fig. 3), eine an der
Gabel 26 befestigte Rolle 27 und ein am Gehäuse 4 starr befestigtes Steuerlineal
28 mit einer Nut 29, mit dessen Oberfläche die Rolle 27 gekoppelt ist.
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Die Vorrichtung zum Ausrichten der Schleife gegenüber der Arbeitstrommel
bei einer anderen Ausführungsvariante enthält zusätzlich einen Stab 30 (Fig. 4),
an dessen einem Ende gelenkig eine Lasche 31 befestigt ist, während an seinem anderen
Ende eine Gabel 32 mit einer Rolle 33 vorhanden ist, die mit einem am Gehäuse 4
befestigten Steuerlineal 34 gekoppelt ist.
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Im Deckel 20 (Fig. 5) ist eine Nut 35 mit einer der Form der Schleife
23 entsprechenden Form ausgebildet. An der Grundplatte 19 ist ein Stößel 36 befestigt,
der durch eine Feder 37 belastet ist.
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Nach einer Ausführungsvariante ist die Arbeitstrommel 7 als Zylinder
38 (Fig. 6), der am Umfang Längsbohrungen 39 zur Aufnahme des einen Astes der Wicklungsschleife
23 aufweist, mit einem Begrenzungsmantel 40, der ein Leitblech 41
zum
Ausrichten des anderen Astes der Schleife 23 hat, ausgeführt. Der Zylinder 38 und
der Mantel 40 sind auf einer Planscheibe 42 befestigt, die auf dem Drehtisch 2 (Fig.
1) angeordnet ist.
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Nach einer anderen Ausführungsvariante ist die Arbeitstrommel 7 (Fig.
7) in Form von zwei koaxial angeordneten gegeneinander in gleicher Richtung verdrehbaren
Zylindern 43 und 44 ausgeführt. Der Zylinder 44 ist im Zylinder 43 untergebracht.
In dem inneren Zylinder 44 sind am Umfang Längsbohrungen 45 zur Aufnahme des einen
Astes der Wicklungsschleife vorgesehen. In dem äußeren Zylinder 43 sind Radialnuten
46 zur Aufnahme des anderen Astes der Schleife ausgeführt. Der äußere Zylinder 43
hat einen Zahnflansch 47. Der innere Zylinder 44 weist eine Bohrung auf, in welche
eine Buchse 48 mit einem Ringansatz 49, der sich auf den am Drehtisch 2 befestigten
Flansch 50 abstützt, eingesetzt ist. Die Buchse 48 ist mit zwei Zahnrädern 51- und
52 starr verbunden. Das obere Zahnrad 51 dient zum Drehen der Arbeitstrommel 7 um
einen Schritt mittels eines Klinkenrades (nicht mitgezeichnet).
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Das untere Zahnrad 52 dient zum Feststellen der Arbeitstrommel mittels
eines Feststellbolzens (nicht mitgezeichnet).
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In der Bohrung der Buchse 48 sitzt ein Ausstoßer 13 zum Heben des
Schleifensatzes in der Arbeitstrommel 7 auf eine bestimmte Höhe. In den inneren
Zylinder 44 ist eine Feder 53 zur Senkung des Ausstoßers 13 eingesetzt.
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Die Mulde 6 (Fig. 8) enthält eine Vorrichtung zur stückweisen Ausgabe
der Schleifen, die einen zweiarmigen Hebel hat, bei dem der eine Arm als Leiste
54 ausgeführt und mit dem Schieber 8 kinematisch verbunden ist, während der andere
Arm federbelastet und an diesem eine Scheibe 55 befestigt ist. In der Scheibe 55
ist eine Nut 56 zum Übertragen einer
Schleife eingearbeitet. Die
Vorrichtung zur stückweisen Ausgabe der Schleifen enthält auch ein Schutzblech 57,
das über dem zweiarmigen Hebel angeordnet und am Gehäuse 4 befestigt ist. Das Schutzblech
57 dient zum Verhindern einer Verschiebung der anderen Schleife zum Bolzen 11 (Fig.
2) der Schleifenausrichtvorrichtung.
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Die Mulde 6 (Fig. 8) ist unter einem Winkel von 20 bis 300 zur Oberfläche
des Gestells 1 auf der Stütze 5 angeordnet.
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Zum Verbessern des Schleifentransportes ist die Mulde 6 auf einem
Vibrator 58 angeordnet.
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Die Mulde 6 ist mit einer Verriegelungsvorrichtung (nicht abgebildet)
mit einem Geber 59 für das Ausbleiben eines kompletten Schleifensatzes auf der Mulde
6 versehen.
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Die Mulde ist aus zwei miteinander starr verbundenen FUhrungen 60
(Fig. 9), an deren Außenflächen die Schleifen gleiten, ausgeführt. Der Abstand zwischen
den Außenflächen der Führungen 60 entspricht dem Abstand zwischen den Ästen der
Schleife 23.
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Auf dem Gestell 1 (Fig. 10) sind am Umfang des Drehtisches 2 Bolzen
61 angeordnet, die mit der Arbeitstrommel 7 bei seiner Drehung gekoppelt werden.
Auf dem Gestell ist eine Raste 62 für den Drehtisch 2 vorgesehen.
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Die Einrichtung zum Aufbau einer Stabwicklung für eine elektrische
Maschine funktioniert folgendermaßen.
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Nach der Speicherung der nötigen Menge von Schleifen 23 in der Mulde
6 (Bild 1) wird der steuerbare Antrieb eingeschaltet. Die Grundplatte 19 bewegt
sich abwärts und wirkt auf die Leiste 54 (Fig. 8) ein. Die in der Nut 56 des zweiarmigen
Hebels
untergebrachte Schleife 23 wird angehoben und unter dem Schutzblech 57 so weit verschoben,
bis sie aus der Nut 56 auf die Führungen 60 der Mulde 6 fällt. Die Tiefe der Nut
56 ist derart bemessen, daß in dieser nur eine Schleife 23 untergebracht werden
kann. Somit ergreift die Vorrichtung zur stückweisen Ausgabe von den in der Mulde
aufgespeicherten Schleifen nur eine Schleife 23. Die Schleife 23 gleitet auf den
Führungen 60 (Fig. 9) und schiebt sich auf den Bolzen 11 (Fig. 2) der Vorrichtung
zum Ausrichten der Schleifen gegenüber der Arbeitstrommel 7. Bei der Abwärtsbewegung
der Grundplatte 19 stUtzt sich der federbelastete Stößel 36 (Fig. 5) gegen die Schleife
23 ab, wobei sich die Feder 37 zusammendrückt. Nachdem die Grundplatte 19 bei ihrer
Abwärtsbewegung das Gleitstück 8 erreicht hat, bewegen sich die beiden abwärts zusammen.
Mlt der Abwärtsbewegung des Gleitstükkes 8 rollt die Rolle 16 (Fig. 2) von dem Lineal
17 ab und der Stift 11 wird unter der Wirkung der Feder 18 in die Bohrung 10 des
Gleitstückes 8 gesenkt. Bei einer anderen Ausführungsvariante, wo das Lineal 28
(Fig. 3) mit einer Nut 29 ausgeführt ist, wird der Stift 11 in das Gleitstück 8
beim Rollen der Rolle 27 in die erwähnte Nut 29 des Lineals 28 abgesenkt. Am Ende
der gemeinsamen Abwärtsbewegung der Grundplatte 19 und des Gleitstückes 8 fährt
die Schleife in die Arbeitstrommel 7 hinein. Der Bolzen 11 wird endgültig in die
Bohrung 10 des Gleitstückes 8 gesenkt und der Stößel 36 (Fig. 5) drückt unter der
Wirkung der Feder 37 die Schleife 23 ganz in die Arbeitstrommel 7 hinein. Die Grundplatte
19 bewegt sich zusammen mit dem Gleitstück 8 aufwärts, die Rolle 16 fährt gegen
das Lineal 17 und der Bolzen 11 geht aus der Bohrung 10 im Gleitstück 8 hinaus,
Bei einer anderen Ausführungsvariante der Steuereinrichtung 12 (Fig. 3) bewegt sich
die Rolle 27 in der Nut 29 des Lineals 28 aufwärts und der Bolzen 11 geht auch aus
der Bohrung 10 im Gleitstück 8 hinaus.
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Bei einer anderen Ausführungsvariante der Schleifenausrichtvorrichtung
bewegt sich bei der Senkung des Gleitstückes 8 (Fig. 4) die Rolle über die krummlinige
Nutenfläche der Nut 35 im Nocken 34. Hierbei'wirkt der Stab 30 auf die Lasche 31
ein und die Lasche 31 schwenkt aus. Nach dem Aufschieben der Schleife 23 auf den
Bolzen 11 beginnt das Gleitstück 8 sich zu senken und die Schleife 23 wird durch
die Lasche 31 gegen das Gleitstück 8 gedrückt. Nach dem Einbringen der Schleife
23 in die Arbeitstrommel 7 schwenkt die Lasche 31 aus und gibt die Schleife 23 frei.
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Bei der Aufwärtsbewegung der Grundplatte 19 und des Gleitstückes 8
setzt die an der Grundplatte 19 befestigte Schablone 22 über das Klinkenpaar (nicht
mitgezeichnet) das Zahnrad 51 (Fig. 2) in Drehung. Die Arbeitstrommel wird um einen
Schritt gedreht und festgestellt. Nach der Rückkehr der Schleifenausrichtvorrichtung
in die Ausgangsstellung wird auf den Bolzen 11 die nächste Schleife 23 aufgesetzt
und der Vorgang wiederholt sich bis zur Übernahme in die Arbeitstrommel 7 eines
kompletten Schleifensatzes. Daraufhin liefert die Zählvorrichtung (nicht mitgezeichnet)
einen Befehl für den Stillstand der Vorrichtung zum Schleifenausrichten und die
Drehung des Drehtisches 2.
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Bei einer Ausführungsvariante der Arbeitstrommel 7 greift das Ende
des einen Astes der Schleife 23 in die Bohrung 39 (Fig. 6) des Zylinders 38 ein,
während das Ende des anderen Astes der radial in die Arbeitstrommel 7 eingesetzten
Schleife 23 zwischen den Mantel 40 und den Zylinder zu liegen kommt. Bei periodischer
Drehung des Zylinders 38 um einen Schritt erreicht der zwischen dem Mantel 40 und
dem Zylinder 38 befindliche Ast der Schleife 23 das Leitblech 41, welches den erwähnten
Ast in die Nut zwischen dem Begrenzungsmantel 40 und das Leitblech 41 lenkt. Bei
der Drehung des Zylinders 38 wird die Wicklung geformt.
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Bei einer anderen Ausführungsvariante der Arbeitstrommel 7 (Fig. 7)
greift das Ende des einen Astes der Schleife 23 in die Bohrung 45 des inneren Zylinders
44 der Arbeitstrommel 7 ein, während das Ende des anderen Astes in die Radialnut
46 des äußeren Zylinders 43 eingreift. Die Zylinder 43 und 44 rotieren gemeinsam
um die Buchse 48 unter der Wirkung des Klinkenpaares (nicht mitgezeichnet).
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Die endgültige Formung der Wicklung geschieht durch die Drehung des
äußeren Zylinders 43. Die Drehung des Zylinders 43 wird bei der Drehung des Tisches
2 durch das Kämmen der Zähne des Flansches 47 mit den feststehenden Bolzen 61 bewirkt.
In der nächsten Position fährt der Ausstoßer 13 gegen das Lineal 14 und hebt sich
an. Der Ausstoßer 13 hebt den Schleifensatz auf eine bestimmte Höhe an, womit er
zum Übertragen vorbereitet wird. Nach der Drehung des Tisches 2 um einen Schritt
stellt die Raste 62 den Tisch 2 fest. Der Schleifenausrichtvorrichtung wird ein
Befehl für das Formen des nächsten Schleifensatzes in der anderen Arbeitstrommel
7 gegeben. Falls in der Mulde 6 der erforderliche Satz von Schleifen 23 ausbleibt,
gibt der Geber 59 der Verriegelungsvorrichtung einen Befehl zum Abschalten der Einrichtung.
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Die parallele Ausführung der mit dem Herstellen der Schleifen und
dem Einlegen derselben in die Nuten des Magnetkerns verbundenen Übergänge steigert
die Leistungsfähigkeit des technologischen Vorganges um das zweifache. Die Ausnutzung
der in der Mulde aufgespeicherten Schleifen erhöht den Ausnutzungskoeffizienten
der Einrichtung bis auf 0,9.
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