DE2802370C3 - Anordnung, Verfahren und Vorrichtung zur Festlegung des Wickelkopfes einer elektrischen Maschine mittels Halteklammern - Google Patents

Description

sicher ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Wickelkopf der eingangs beschriebenen Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst.

Durch diese ringförmigen Halteklammern wird der aus infolge der Spulendrähte biegsamen Spulenabschnitten bestehende Wickelkopf auf einfache und betriebssichere Weise verfestigt. Die Ringe können mit geringem Zeitaufwand manuell oder maschinell angebracht werden und verhindern auch Verrutschen der Zwischenisolationen des Wickelkopfes. Auch lassen sich die Ringe ohne weiteres so anbringen, daß auch bei ihrem Anbringen keine Gefahr des Verrutschens der vorangehend eingeschobenen Zwischenisolationen auftritt, so daß sich durch die Erfindung auch diese im Falle des Bandagierens des Wickelkopfes vorhandene Gefahr vermeiden läßt Besonders einfach wird die Gefahr des Verrutschens der Zwischenisolationen beim Anbringen der Ringe dadurch vermieden, indem man alle Ringe gleichzeitig am wickelkopf anbringt, was ohne weiteres mittels einer geeigneten Vorrichtung errolgen kann. Auch wenn die Ringe eines Wickelkopfes nicht gleichzeitig an ihm angebracht werden, läßt sich bei ihrem Anbringen Verrutschen der Zwischenisolationen ohne Schwierigkc.ien verhindern. So kann die Aufmerksamkeit beim Anbringen der Ringe besser als beim Bandagiere:- auf die Lage der Zwischenisolationen gerichtet werden oder es können die Zwischenisolationen beim Anbringen der Ringe von Hand oder durch Haltevorrichtungen, die nach dem Anbringen der Ringe wieder gelöst werden, festgelegt werden. Durch die Ringe werden die den Wickelkopf bildenden Wicklungsteile fest zusammengehalten und so der Wickelkopf auf einfache Weise verfestigt.

Man kann den Wickelkopf außer an den Kreuzungsstellen von Spulenseiten der aus Drähten gewickelten Spulen an Stellen, an denen sich keine Spulen kreuzen, durch straffes Umfassen der dort befindlichen Spulenseiten mutels Ringen noch weiter verfestigen. Die jeweils zweckmäßige Anzahl von Ringen und ihre Anordnung am Wickelkopf läßt sich vor. Fall zu Fall leicht festlegen, beispielsweise durch Versuche oder durch Augenschein. A'ich richtet sich die Zahl der Ringe nach der Größe und Art des Wickelkopfes. Die Erfindung ist für alle Arten von Wickelköpfen von Statoren oder ggf. auch von Läufern geeignet, die sich durch die erfindungsgemäße Maßnahme einfach und billig wirksam verfestigen lassen, bspw. für Wickelköpfe von Etagenwicklungen. Zopfwicklungen oder dergleichen. Beispielsweise kann bei einer Etagenwicklung oft zweckmäßig der Wickelkopf sowohl an den Kreuzungsstellen, an denen sich Spulengruppen kreuzen, mit je einem Ring verfestigt sein als auch zwischen je zwei solchen Kreuzungsstellen durch mindestens einen alle an der betreffenden Stelle vorhandenen Spulenseiten umfassenden Ring zusätzlich verfestigt sein.

Die Ringe können vorzugsweise aus steifem, unelastischem, isoliertem Metall bestehen. Doch kommen auch andere Ausbildungen in Frage. Beispielsweise können sie in manchen Fällen ganz oder teilweise aus Kunststoff bestehen. Falls die Ringe ganz oder teilweise aus Kunststoff bestehen, kann es oft zweckmäßig sein, ihre sich überlappenden Endbereiche miteinander nicht lösbar zu verbinden, vorzugsweise durch Verschweißen. Auch andere Befestigungsmöglichkeiten der Enden von Kunststoffringen sinö denkbar. Wenn die Ringe dagegen aus unelastischem, steifem, isoliertem Metall bestehen, ist es normalerweise ausreichend und vorteilhaft, daß ihre Eigensteifigkeit sie in Jem verformten Zustand am Wickelkopf hält.

Für die Herstellung eines Wickelkopfes gemäß der Erfindung hat es sich, ausgehend von einem Verfahren, bei dem der in die gewünschte Form gebrachtr-Wickelkopf unter Verwendung mechanisch steifer Halteklammern U-förmiger Gestalt festgelegt wird, die so auf den Wickelkopf aufgebracht werden, daß ihre Schenkel vorgegebene Wicklungsteile übergreifen, als besonders günstig erwiesen, erfindungsgemäß vorzusehen, daß die Halteklammern auf dem Wickelkopf derart verformt werden, daß jede Halteklammer die zugeordneten Wicklungsteile als zumindest im wesentlichen geschlossener, sich nur an diesen Wicklungsteilen haltender Ring umgibt und daß alle an einem Wickelkopf anzubringenden Halteklarnmern gleichzeitig angebracht werden.

Zur Festlegung des Wickelkopfes hat sich eine Vorrichtung als vorteilhaft er ,'.esen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Halterurg für das mit der Wicklung versehene Bauteil vorgesehen ist daß mindestens ein Formungselement vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der Wickelkopf in die gewünschte Form brin.'bar ist und daß Klammerungseinrichtungen zum Anlegen der Halteklammern an die zugeordneten Wirklungsteile vorgesehen sind.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ausgewählte Wicklungsteile des Wickelkopfes mit Hilfe eines an der Wicklung selbst gebildeten stramm sitzenden Ringes umschlossen werden, der besonders vorteilhaft sich einander überlappende freie Endbereiche haben kann. Dies ermöglicht die Herstellung des Ringes auf dem Wickelkopf aus einer U-förmigen Halteklammer. Die Länge, auf welcher sich die umgebogenen freien Enden der Schenkel überlappen, ist unkritisch, so daß die Schenkellänge so groß getroffen werden kann, daß die Halteklammern ajch bei Wickelköpfen mit großen Toleranzen sicheres vollständiges Umklammern der betreffenden Wicklungsteile t-rgeben.

Der Einsatz von solchen aus Halteklammern hergestellten Ringen ermöglicht eine gute Verfestigung der Wickelköpfe in billiger, auch für Automation geeigneter Weise und ist im Vergleich zu den vorbekannten Verfahren sehr zeitsparend. Auch kann das Anbringen der Ringe bei noch wirksamer Formungseinrichtung zum Formen des Wickelkopfes im gleichen Arbeitsgang erfolgen, wobei auch die Tatsache ausgenutzt wird, daß die hinsichtlich ihrer Fixierung und Formgebung besonders kritischen Stellen der Wickelköpfe dort liegen, wo sich benachbarte, in entgegengesetzter Ri^itimg laufende Wicklungsteile, insbesondere Spulenbögen kreuzen, indem man Halteklammern gerade an diesen Kreuzunjjpunkten ansetzt. An d^;esen Kreuzungspunkten sind nämlich die Ringe besonders wichtig und können auch, nachdem sie fest um die Wicklungsteile herumgelegt sind, nicht mehr in Umfangsrichtung verrutschen unu halten auch die meist zwischen sich kreuzende Wicklungsteile zwischengeschobenen blattförmigen Isolierungen sicher gegen Verrutschen fest

In der Zeichnung sind Aüsführüngsbeispiele der Erfindung dargestellt Es zeigt

■ Fig. 1 eine schematische Teilansicht der Innenseite eines Wickelkopfes gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig.2 eine schematische Teilansicht der Außenseite des Wickelkopfes nach F ί g. 1,

Fig.3 eine teilweise geschnittene, schematisierte Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Formen und zum Verfestigen dienenden Verklammern beider Wicklungsköpfe eines Stators,

Fig.4 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Vorrichtung nach F i g. 3, aus der auch die Arbeitsweise der Klammerungseinrichtung deutlich sichtbar ist,

Fig.5 eine Seitenansicht einer Klammer Vor der Verformung,

Fig.6 einen Schnitt durch die Klammer der Fig.5, gesehen entlang der Schnittlinie 6-6.

Die Fig. 1 und 2 der Zeichnung zeigen eine Innenansicht bzw. eine Außenansicht eines Teils eines Wickelkopfes, der an einem Stator 8' einer elektrischen Maschine vorhanden ist, jedoch auch bei bestimmten Läufertypen vorhanden sein kann.

Der in F i g. 1 und 2 sichtbare Teil des Wickelkopfes 7 besteht aus vier Wicklungsteilen 12a, 12£>, 12cund lÄt/in Form von über die Stirnfläche des Statoreisens 8 vorstehenden bogenförmigen Spulenabschnitten von Spulen, weiche in Nuten des Stators 8' eingelegt und in den Nuten durch Nutisolation 11 gegen das Statoreisen 8 isoliert sind. Die Wicklungsteile 12a und 12b besitzen entgegengesetzte Steigung wie die Wicklungsteile 12c und 12c/ und kreuzen sich mit letzteren in einer durch eine strichpunktierte Linie 4 angedeuteten Ebene, in der alle vier Wicklungsteile 12a-12c/von einer ringförmigen Halteklammer 10 umgeben sind. Die ringförmige Halteklammer 10 liegt in einer Längssymmetrieebene der Wicklung und dient dem festen Zusammenhalten der Wicklungsteile 12a—12c/und sichert auch den Halt einer üblichen, nicht dargestellten, blattförmigen Isolierung, die zwischen die beiden Spulengruppen 12a, 120 und 12c, 12c/ zu deren gegenseitiger Isolierung eingeschoben ist Die Halteklammer umfaßt nur die Wicklungsteile 12a bis 12c/ und ist nur an diesen sie verfestigend gehalten.

Die ringförmige Halteklammer 10 kann aufgrund des für ihre Anbringung gewählten Ortes den kritischen Kreuzungsbereich des Wickelkopfes besonders gut zusammenhalten und andererseits in Umfangsrichtung des Wickelkopfes nicht verrutschen, da der Querschnitt

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ansteigt.

Der Wickelkopf 7 ist zweckmäßig an mehreren oder allen solchen Kreuzungsstellen von Spulengruppen durch ringförmige Halteklammern 10 verfestigt und zusammengehalten. Desgleichen ist auch der andere Wickelkopf der Statorwicklung entsprechend durch solche Haltektammern 10 verfestigt und zusammengehalten.

Die Halteklammer 10 weist zunächst die aus F i g. 5,6 ersichtliche U-förmige Gestalt auf und wird in diesem Zustand auf den Wickelkopf aufgebracht, um dort durch Umbiegen der freien Enden ihrer Schenkel 10a zu einem Ring geschlossen und festgelegt zu werden. Die Halteklammer 10 besteht aus einer unelastisch biegsamen steifen Metallklammer 30, die durch eine elektrische Isolation 3t isoliert ist

Das Anbringen der Halteklammer 10 an dem Wickelkopf 7 erfolgt vorzugsweise mit einer Vorrichtung, weiche nachstehend anhand der Fig.3 und 4 erläutert wird.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig.3 befindet sich dei Stator 8' mit seinem durch eine Schfaffur angedeuteter Wickelkopf 7 auf einer Halterung 14, in der ein an du Innenseite des Wickelkopfes 7 andrückbares Formungselement zum Formen des Wickelkopfes in Form eines Formgummis 18 spannbar angeordnet ist, während aul der Außenseite des Wickelkopfes zwei Formelementc in Form von Anpreßteilen 20 zum Formen des Außendurchmessers des Wickelkopfes 7 vorgeseher sind. Die Elemente 18, 20 und ihre Wirkungsweise sind bekannt.

Weiterhin sind Klammerungseinrichtungen 22, 24 vorgesehen, und zwar Vorschubeinrichtungen 22 zum Aufschieben der Klammern 10 auf den Wickelkopf und Biegeeinrichlungen 24 zum Umbiegen der Klammern 10, bis jede Klammer 10 die ihr zugeordneter Wicklungsteile, wie 12a bis 12c/, als Ring fest umgreifl und sie klemmend zusammenhält. Die Vorschubeinrichtungen 22 sind gegenüber der Außenseite des Stators 8' bzw. des Wickelkopfes 7 angeordnet, während die Biegeeinrichtungen 24 sich gegenüber der Innenseite des Wickelkopfes 7 befinden.

Die manuell oder selbsttätig betätigbaren Vorschubeinrichtungen 22 sind nur schematisch angedeutet und können nach Art üblicher Hefter mit je einem Betätigungsgriff 28 und je einem Klammermagazin 2£ ausgebildet sein, mit deren Hilfe die Halteklammern IC auf den Wickelkopf aufgeschoben werden können. Jede Biegeeinrichtung 24 hat zwei durch einen nichl dargestellten Antrieb um Schwenkachsen 40 schwenkbare Backen 24'. die als Gegenelemente für das Umbiegen der Halteklammern 10 zu Ringen mit sich überlappenden und nahe nebeneinander liegender Schenkeln 10a (Fig. 1) dienen. Diese Backen 24' befinden sich in ihren zurückgeschwenkten Stellunger in rechteckförmigen, radialen Ausnehmungen 41 des in den Stator eingeschobenen starren Kernes der Halterung 14, aus denen sie bis zum Andrücken der auf sie aufgelaufenen und von ihnen dabei geführten Schenkel 10a der Klammern 10 an den Wickelkopf 7 verschwenkbar sind. Die Führungsbahnen der Backen 24' für die Klammerschenkel 10a können gegebenenfalls ge-

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Tiefe der Konkavität ist zweckmäßig etwas kleiner als die Dicke der Schenkel 10a.

In Fig.4 befinden sich zwei der dargestellten Biegeeinrichtangen 24 und Vorschubeinrichtungen 22 in Stellungen, in denen der Vorschub der betreffenden Halteklammern 10 beendet und auch das Vorwärtsbewegen der Backen 24' der betreffenden beiden Biegeeinrichtungen 24 gerade beendet ist so daß die beiden Halteklammern 10 zu Ringen mit sich überlappenden, nahe nebeneinander liegenden Schenkeln 10a gebogen sind, wie es in F i g. 1 und 2 besonders deutlich dargestellt ist Die beiden anderen Vorschubeinrichtungen 22 und zugehörige Biegeeinrichtungen 24 befinden sich noch in ihren Ausgangsstellungen.

Da die ringförmige Halteklammer 10 nur an den ihr zugeordneten Spuienabschnitten 12a bis YId sich selbst hält und also nicht wie die Schelle nach dem DE-GM 18 39 486 an einem fest am Stator angeordneten Halter befestigt ist sind am Statoreisen keine Halter für die Ringe 10 vorhanden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

rv <-v ο -τ r\ UZ O/ U Patentansprüche:

1. Anordnung zur Festlegung des Wickelkopfes einer elektrischen Maschine mittels Wicklungsteile des Wickelkopfes zusammenhaltender Halteklammern, die aus vor dem Verformen U-förmigem, unelastischem, isoliertem Metall bestehen und nach dem Einbringen durch Umbiegen den Wickelkopf festlegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteklammern (10) als ausschließlich Wicklungsteile des Wickelkopfes (7) straff umschließende Ringe ausgebildet sind, die nur Spulenseiten (12a bis \2d) und/oder mindestens eine durch sich kreuzende Spulenseiten (12a bis \2d)gebildete Kreuzungsstelle des Wickelkopfes (7) umfassen.

2. Wickelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verformten Halteklammern (10) einander überlappende Endbereiche ihrer Schenkel (tOa) aufweisen.

3. Verl «ihren zum formstabilen Zusammenhalten eines Wickelkopfcs einer Wicklung einer elektrischen Maschine zum Herstellen eines V/ickelkopfes nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem der in die gewünschte Form gebrachte Wickelkopf unter Verwendung mechanisch steifer Halteklammern mit U-förmiger Gestalt festgelegt wird, die so auf den Wickelkopf aufgebracht werden, daß ihre Schenkel vorgegebene Wicklungsteile übergreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteklammern auf dem Wickelkopf derart verformt werden, daß jede Halteklammer die zugeordneten Wicklungsteile als zumindest im wesentlichen geschlossener, sich nur an diesen Wicklungsteilen haltender Ring umgibt und daß alle an einem Wickelkopf anzubringenden Halteklammern gleichzeitig angebracht werden.

4. Vorrichtung zur Festlegung eines Wickelkopfes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterung (14) für das mit der Wicklung versehene Bauteil (Statoreisen 8) vorgesehen ist, daß mindestens ein Formungselement (Formgummi 18, Anpreßteil 20) vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der Wickelkopf (7) in die gewünschte Form bringbar ist und daß Klammerungseinrichtungen (22, 24) zum Anlegen der Halteklammern (10) an die zugeordneten Spulenseiten (12a bis YId) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammerungseinrichtungen Vorschubeinrichtungen (22) zum Einschieben der Halteklammern (10) ausschließlich in den Wickelkopf von der einen Seite desselben und in an sich bekannter Weise Biegeeinrichtungen (24) zum Umbiegen der freien Enden der Schenkel (1Oa^ der Halteklammern (10) auf der anderen Seite des Wickelkopfes aufweisen, derart, daß die sich an der Kreuzungsstel· Ie kreuzenden Spulenseiten von der Halteklammer (10) durch deren ringsförmige Verformung straff umfaßt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichturigen (22) mindestens ein Magazin (26) zum Aufnehmen eines Vorrats von mehreren Halteklammern (10) aufweisen und daß die Haltekiammern (10) aus dem Magazin (26) automatisch in die Verärbeitungsstel-Iung nächführbaf sind.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Festlegung des Wickelkopfes einer elektrischen Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Verfahren zum formstabilen Zusammenhalten eines solchen Wickelkopfes und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der US-PS 25 75 115 ist es bekannt, den Wickelkopf dadurch festzulegen, indem Wirklungsteile von ihm durch streifenförmige Halterungselemente

ίο zusammengehalten werden, die aus vor dem Verformen U-förmigem, unelastischem, isoliertem Metall bestehen. Jedes solches U-förmige Halterungselement wird zu seiner Halterung am Stator mit seinen Schenkeln durch Nuten des Stators hindurchgeführt, so daß diese Schenkel auf der anderen Seite des Stators etwas überstehen und hier, um Herausziehen der Schenkel aus den Nuten zu verhindern, abgebogen werden, wogegen der auf der anderen Seite befindliche bügeiförmige Bereich dieses Halterungselementes nach oben den Wickelkopf übergreifend umgebogen wird. Diese i !älierungselemenie benötigen jedoch relativ viei Platz innerhalb der Statornuten, so daß dieser Platzanteil bei der Dimensionierung des Blechpaketes unter entsprechender Vergrößerung des Blechpaketes berücksichtigt werden muß. Auch können diese Halterungselemente in den Nuten durch den von ihnen ausgeübten Druck auf die Wicklungsdräiite die Gefahr eines Windungsschlusses erhöhen.
Aus dem DE-GM 18 39 486 ist es auch bekannt, die Wickelköpfe von Statorwicklungen elektrischer Maschinen mit zugeordneten mechanisch steifen Halteschellen in ihrer Lage zu sichern, deren eines Ende an der Wicklung endet und deren anderes Ende mit dem Statoreisen fest verbunden ist. Bei dieser bekannten Konstruktion besteht erhebliche Gefahr, daß beim Anlegen der Halteschellen, die den Wickelkopf immer nur auf einem Teil seines Umfanges umgreifen können, nicht erfaßte Windungen bzw. Drahtschleifen der Wicklung ihre Lage verändern vrd Beschädigungsgefahr ausgesetzt sind. Weiterhin ist bei dieser oekannten Konstruktion eine entsprechende Vorbereitung des Stators erforderlich, um dort Widerlager für die Halteschellen zu schaffen. Darüber hinaus müssen die Halteschellen dem Durchmesser der von ihnen zu erfassenden V> cklungsteile angepaßt sein, wenn die gev/ünschte sichere Festlegung der Teile des Wickelkopfes überhaupt eintreten soll. Insgesamt ist die bekannte Konstruktion somit verhältnismäßig wenig flexibel und überdies teuer.

Es ist auch seit langem bekannt, die Wickelköpfe insbesondere am Stator von Elektromotoren von Hand oder automatisch zu bandagieren. Dieses Verfahren ist entweder sehr lohnintensiv oder hinsichtlich des apparativen Aufwandes sehr teuer und führt überdies ebenfalls nicht in allen Fällen zu befriedigenden Ergebnissen, da die mit Bändern und dergleichen erreichbare Formtreue der Wickelköpfe insbesondere dann begrenzt ist, wenn e'nzelne Windungen der Bänder nach dem Anlegen verrutschen. Auch tritt beim Bandagieren der Wickelköpfe häufig der Fall auf, daß

die vor dem Bandagieren zwischen die Spulen Unterschiedlicher Phasen eingelegten, blattförmigen Zwischenisolationen beim Bandagieren verrutschen.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der

Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Wickelkopfbefestigüng für den Stator oder Läufer einer elektrischen Maschine anzugeben, deren Fertigung einfach und schnelle/¹ herstellbar und trotzdem mn und