DE2700282A1

DE2700282A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines zylindrischen ankers fuer kleine gleichstrommaschinen

Info

Publication number: DE2700282A1
Application number: DE19772700282
Authority: DE
Inventors: Hartmut Ing Grad Hoeft; Hubert Kaufmann; Ernst Volz
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1977-01-05
Filing date: 1977-01-05
Publication date: 1978-07-13
Also published as: US4151964A; CH615539A5; JPS53109107A; GB1579901A; FR2377113A1

Description

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STANDARD I-.LKKTR1K LORENZ
AKTIENGFSELLSCHAFT
STUTTGART

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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines zylindrischen Ankers für kleine Gleichstroniinaschinen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Ankerwicklung eines freitragenden, zylindrischen, topfförmigen Ankers, eines sogenannten Glockenankers, für elektrische Maschinen, wie kleine GIe: chstrormaschinen, aus einem Leiterdraht, der schräg zjjr Ankerachse ohne Unterbrechung in wenigstens zwei Lagen derart gewickelt wird, daß Lei torfelder von dreieckiggleichschenkliger Form gebildet werden, deren Zahl gleich der Polzahl der Maschine ist, wobei der Leiterdraht an den Seiten der Felder aus einer Lage in die nächste übergeht und an einer Stirnseite der Ankerwicklung Anzapfungen zum Anschluß an Kollektorlamellen bzw. Stromzuführungen gebildet werden.

Ein solches Verfahren ist bekannt (DT-TS 1 Ί63 P>^c>b) · Bei dem bekannten Verfahren wird zur Herstellung der Ankerwicklung ein mit HaJtestiften versehener Wickeldorn verwendet. Bei der Herstellung der Ankerwicklung wird der Wickeldraht um die Haltestifte zickzackfürmig herumgeführt.

04.01.1977, Bö/Ku

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Mit dem bekannten Verfahren können zwar die
erwähnten Ankerwicklungen hergestellt werden, jedoch
besitzt es noch einige Nachteile. Elin Nachteil besteht darin, daß das V.'ickeln, insbesondere

mehrerer Drähte über einen otift, zu einer unerwünschten Verdickung der Ankerwicklung an deren Enden führt. Außerdem ist die mit einer Vielzahl von Stiften versehene Hilfsvorrichtung verhältnismäßig; aufwendig, welche zudem bedingt, daß für Ankerwicklungen mit unterschiedlichem Durchmesser und unterschiedlicher Länge jeweils eigene Hilfsvorrichtungen vorhanden sein müssen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht
deshalb darin, ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung derartiger zylindrischer Ankerwicklungen anzugeben, durch das Ankerwicklungen mit gleichmäßiger
Wandstärke, d.h. praktisch ohne Verdickungen hergestellt werden können. Weiterhin soll die zur Durchführung des Verfahrens benötigte Vorrichtung, d.h. insbesondere die Hilfsvorrichtung, in der Weise verbessert werden, daß diese vielseitiger verwendbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Leiterdraht unter Anwendung eines Wickelschrittes von elektrisch genau l80° um die Außenkanten von zwei Umlenkeinrihtungen geführt wird, von denen eine am
oberen und eine am unteren Ende einer drehbaren zylindrischen Hilfsvorrichtung um elektrisch genau l80° gegeneinander versetzt und sich tangential zu deren Oberfläche erstreckend angeordnet sind, und daß dabei eine Windung neben die andere gelegt und dies bis zur Fertig-

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wicklung der Ankerwicklung fortgesetzt wird, wobei die zylindrische Hilfsvorrichtung nach einem oder mehreren Wickelschritten in Umfangsrichtung schrittweise weitergedreht wird.

Die neue Ausgestaltung der Vorrichtung ist in den Ansprüchen 2 bis 5 enthalten. Diese und das Verfahren werden nachstehend anhand der Figuren 1 bis 6 erläutert. Ks zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Ausführungsforni der Vorrichtung zum Wickeln der Ankerwicklung eines zweipoligen

Motors in Seitenansicht;

Fig. 2 die Draufsicht auf die Hilfsvorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 3 die Ansicht der Hilfsvorrichtung gemäß Fig. 1 und von der Stirnseite;

Fig. H die Abwicklung einer teilweise auf der Hilfsvorrichtung gewickelten Ankerwicklung für einen zweipoligen Motor;

Fig. 5 die Abwicklung einer teilweise auf der Hilfsvorrichtung gewickelten Ankerwicklung für einen vierpoligen Motor

und

Fig. 6 schematisch eine Ausführungsform der Vorrichtung

zum Wickeln der Ankerwicklung eines vierpoligen

Motors in Seitenansicht.

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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht diese Ausführungsform der Wickelvorrichtung aus dem Ständer 1, an dem drehbar und in Umfangsrichtung angetrieben die zylindrische Hilfsvorrichtung 2 befestigt ist. Diese Hilfsvorrichtung ist - wie insbesondere aus Fig. 3 deutlich zu erkennen ist - auf ihrem Umfang mit zwei achsparallel verlaufenden Schlitzen 3 versehen, die auf dem Umfang l8O Winkelgrade gegeneinander versetzt angeordnet sind. In diesen Schlitzen ist ein Fnde der Umlenkvorrichtungen im gezeigten Peispiel dünne Pänder aus Kunststoff oder mit Kunststoff getränktem oder beschichteten Papier, befestigt, die auf ihrer übrigen Länge, soweit, sie nicht auf der Überfläche der Hilfsvorrichtung aufliegen, straff gespannt gehalten tangential zur Oberfläche der Hilfsvorrichtung verlaufen. Die Fig. 2 und 3 verdeutlichen dies gemeinsam. Außerdem ist über dem vorstehend beschriebenen Vorrichtungsteil eine drehbar angetriebene Drahtzuführungs- und Wickelvorrichtung angeordnet, die aus der Hohlwelle 5₅ dem an dieser befestigten abgewinkelten Wickelarm G und der an dessen anderem Ende befestigten Umlenkrolle 7 besteht. Die Umlenkrolle 7 ist auf einer solchen Höhe angeordnet, daß der durch die Hohlwelle 5 zugeführte und um die Umlenkrolle 7 geführte Wickeldraht 8 etwa mit der Diagonale der zylindrischen Hilfsvorrichtung 2 fluchtend auf diese zuläuft.

Beim Wickeln einer Ständerwicklung werden die Hohlwelle 5 in Richtung des Pfeiles 9 und die zylindrische Hilfsvorrichtung 2 in Richtung des Pfeiles 10 in auf-

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einander abgestimmte Weise gedreht, beispielsweise wird nach der Umdrehung der Hohlwelle 5 die Hilfsvorrichtung 2urn den Wickeldrahtdurchmesser in Richtung des Pfeiles 10 in Umfangsrichtung weitergedreht. Es können aber auch mehrere Windungen an der gleichen Stelle übereinander gewickelt werden, bevor die Hilfsvorrichtung 2 in Richtung des Pfeiles 10 in Umfangsrichtung einen Schritt weitergedreht wird.

Zu Deginn des Wickelvorganges wird der Wickeldrahtanfang auf der Hilfsvorrichtung 2 befestigt, beispielsweise unter dem Band h festgeklemmt. Wird die Wickelvorrichtung nun in Gang gesetzt, so legt der Wickelarm 6 während der ersten Halbdrehung der Hohlwelle 5 den Wickeldraht schräg auf die Oberfläche der zylindrischen Hilfsvorrichtung 2. Der Wickeldraht 8 läuft unter dem Band U am linken Ende der Hilfsvorrichtung durch, wird beim Weiterdrehen der Hohlwelle 5 an der Außenkante des Bandes Ί umgelenkt, legt sich beim Weiterdrehen wieder s±iräg auf die Oberfläche der zylindrisehen Hilfsvorrichtung 2 und kommt dann an seinen Ausgangspunkt an der Außenkante des rechten Bandes 4 zurück, wo er beim Weiterdrehen wieder umgelenkt wird. Wenn in dieser Stellung die Hilfsvorrichtung 2 um den Drahtdurchmesser weitergedreht wird, dann legt sich beim ununterbrochenen Drehen der Hohlwelle 5 immer eine Windung neben die andere bis die Ankerwicklung fertiggestellt ist. Dabei wird das Band *J in die Ankerwicklung eingewickelt. Es kann nach einer vorläufigen Stabilisierung der Ankerwicklung wieder herausgezogen werden. Es kann aber auch darin verbleiben, wobei es sich

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- wenn es aus Kunststoff besteht - bei der anschließenden thermischen Verdichtung- und Verfestigungsbehandlung der Ankerwicklung ohne Verdickung derselben einfügt.

Der vorstehend beschriebene Wickelvorgang ist in Fig. ¹J welche die Abwicklung der Oberfläche der zylindrischen Hilfsvorrichtung mit einer Teilwicklung zeigt, verdeutlicht. Das Wickeln beginnt mit dem Ende Λ des Wickeldrahtes an der Einspannstelle des Bandes 'ta.

Der V/ickeldraht legt sich schräg über den halben Umfang der Hilfsvorrichtung, wird durch die Außenkante des Bandes 4b umgelenkt und läuft schräg über den restlichen halben Umfang der Hilfsvorrichtung und kommt dann an seinen Ausgangspunkt an der Außenkante des Bandes *Ja zurück, wo er wieder umgelenkt wird und sich neben die erste Windung legt. Auf diese Weise sind in Fig. 4 fünf Windungen gelegt worden.

Sollten mit dem Verfahren und der Vorrichtung Ankerwicklungen aus verhältnismäßig dicken Drähten hergestellt werden müssen, denen die Kanten der Ränder 4 beim Umlenken des Wickeldrahtes keinen ausreichenden Widerstand entgegenzusetzen vermögen, so ist es zweckmäßig das Band durch einen unmittelbar an seiner Außenkante angeordneten Stift oder einen unter- oder oberhalb des Bandes angeordneten steifen Blechstreifen 11 (vgl. Fig. 3) zu verstärken, der mit seinem von der Hilfsvorrichtung 2 abgewandten Ende fest eingespannt ist und sich freitragend bis kurz vor die Stelle erstreckt, wo das Band H auf der Oberfläche der Hilfsvorrichtung 2 zur Auflage kommt.

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Nach dem gleichen Prinzip, wie vorstehend im Zusammenhang mit einer Ankerwicklung für einen zweipoligen Motor beschrieben, können auch Ankerwicklungen für mehrpolige Motoren hergestellt werden. In Fig. 5 ist die Abwicklung der zylindrischen Hilfsvorrichtung dargestellt, nachdem einige Windungen einer vierpoligen Ankerwicklung gewickelt worden sind. Der Umfang ist der gleiche wie in Fig. 3, jedoch ist die Steigung des gewickelten Drahtes größer, und er muß bei einem einmaligen Umlauf um die Hilfsvorrichtung viermal an den Umlenkvorrichtungen ^J< umgelenkt werden. In Fig. 5 ist der Wickeldraht der Einfachheit wegen nur durch Striche dargestellt.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, mit der eine mehrpolige Ankerwicklung, z.B. die vierpolige Ankerwicklung gemäß Fig. 5 hergestellt werden kann. Sie besitzt gleichfalls einen Ständer 1, an dem gesteuert drehbar die zylindrische Hilfsvorrichtung senkrecht stehend befestigt ist. Hohlwelle 5 und Wickelarm 6 sind ähnlich der Ausfiihrungsform gemäß Fig. 1 gestaltet, jedoch sind am V/icke lärm 6 zwei Umlenkrollen 7 angebracht, zwischen denen der Wickeldraht 8 geradlinig geführt ist. Außerdem sind an den Haltern 12 seitlich der zylindrischen Hilfsvorrichtung noch die - im Zusammenhang mit Fig. 3 bereits erwähnten starren Umlenkvorrichtungen 11 angeordnet. Die nachgiebigen Umlenkvorrichtungen 4 sind in Fig. 6 der Übersichtlichkeit wegen weggelassen. Die Vorrichtung gemäß Fig. 6 unterscheidet sich\ron derjenigen in Fig. 1 gezeigten noch dadurch, daß Hohlwelle 5 und Wickelarm 6

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beim Wickeln außer der Drehung in Richtung des Pfeiles 9 zwischen zwei Umlenkungen eine Auf- oder Abbewegung - wie durch den Pfeil 13 angezeigt - ausführen.

Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen können auf einfache Weise zylinderförmige Anker für kleine Gleichstrommaschinen hergestellt werden, bei denen an den Zylinderenden praktisch keine Verdickung mehr auftritt. Außerdem wird für jeden Ankerdurchmesser nur noch eine zylindrische Hilfsvorrichtung benötigt, weil die Umlenkvorrichtungen k in jedem beliebigen Längenabstand voneinander angeordnet werden können, so daß mit einer Hilfsvorrichtung Ankerwicklungen beliebiger Länge hergestellt werden können.

3 Bl. Zeichnungen
5 Ansprüche

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Claims

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Ansprüche

Verahren zur Herstellung der Ankerwicklung eines freitragenden, zylindrischen, topfförmigen Ankers, eines sogenannten Glockenankers, für elektrische Maschinen, wie kleine Gleichstrommaschinen, aus einem Leiterdraht, der schräg zur Ankerachse ohne Unterbrechung in wenigstens zwei Lagen derart gewickelt wird, daß Leiterfelder von dreieckig-gleichschenkliger Form gebildet werden, deren Zahl gleich der Polzahl'der Maschine ist, wobei der Leiterdraht an den Seiten der Felder aus einer Lage in die nächste übergeht und an einer Stirnseite der Ankerwicklung Anzapfungen zum AnschlußYKollektorlamellen bzw. Stromzuführungen gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterdraht unter Anwendung eines Wickelschrittes von elektrisch genau 180° um die Außenkanten von zwei Umlenkeinrichtungen geführt wird, von denen eine am obern und eine am unteren Ende einer drehbaren zylindrischen Hilfsvorrichtung um elektrisch genau 18O° gegeneinander versetzt und sich tangential zu deren Oberfläche erstreckend angeordnet sind und daß dabei eine Windung neben die andere gelegt und dies bis zur Fertigwicklung der Ankerwicklung forgesetzt wird, wobei die zylindrische Hilfsvorrichtung nach einem oder mehreren Wickelschritten in Umfangsrihtung schrittweise weitergedreht wird.

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ORIGINAL

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Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ständer (1) in dem schrSgstehend eine schrittweise drehbare zylindrische Hilfsvorrichtung (2) angeordnet ist, die am oberen und am unteren Ende, jeweils um elektrisch 18O° gegeneinander versetzt, tangential am Umfang anliegende Umlenkvorrichtungen (h) besitzt, und einen an einer Hohlwelle (5) gelagerten abgewinkelten Wickelarm (6), an dessen anderem Ende eine Umlenkrolle (7) etwa auf der Höhe der zylindrischen Hilfsvorrichtung (2) befestigt ist.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ständer (1), in dem senkrecht stehend eine schrittweise drehbare, zylindrische Hilfsvorrichtung (2) angeordnet ist, die am oberen und am unteren Ende tangential am Umfang anliegende Umlenkvorrichtungen (k) besitzt, von denen die am gleichen Ende in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden elektrisch um 360⁰ und zwei an verschiedenen Enden in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden elektrisch um l8O° gegeneinander versetzt sind, und einen an einer Hohlwelle (5) gelagerten abgewinkelten, mit Hmlenkrollen (7) versehenen Wir.kelarm (6),

der während des Drehens eine Auf- und Abbewegung ausführt.

Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkvorrichtungen (4) Bänder oder Drähte sind, die an ihrem einen Ende am Umfang der zylindrischen Hilfsvorrichtung (2) eingespannt sind und sich geradlinig straff gespannt tangential zu deren Umfang erstrecken.

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Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis H , dadurch gekennzeichnet, daß zur Versteifung der Bänder oder Drahte, parallel und enganliegend zu diesen formsteife stationär angeordnete Bänder oder Stifte (11) vorgesehen sind, die an ihrem der Hilfsvorrichtung (2) abgewandten
Ende fest eingespannt sind und sich bis kurz vor die Hilfsvorrichtung erstrecken.

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