DE2920749C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist durch die DE-OS 27 00 282 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren werden die Enden der Windungen um flexible dünne Bänder aus Kunststoff oder mit Kunststoff getränktem oder beschichtetem Papier gewickelt. Die Bänder können nach einer vorläufigen Stabilisierung der Wicklung wieder herausgezogen werden und sie können aber auch in der Wicklung verbleiben. Wenn die Wicklung aus einem verhältnismäßig dicken Draht hergestellt werden muß, so vermögen die Kanten der Bänder dem Wickeldraht bei Umlenken keinen ausreichenden Widerstand mehr entgegenzusetzen und werden verformt.

Dem wird dadurch entgegengewirkt, daß das betreffende Band durch einen unmittelbar an seiner Außenkante angeordneten Stift oder einen unter- oder oberhalb des Bandes angeordneten steifen Blechstreifen verstärkt wird, der an seinem von dem Zylinder abgewandten Ende fest eingespannt ist und sich freitragend bis kurz vor die Stelle erstreckt, wo das Band auf die Oberfläche des Zylinders zur Auflage kommt. Bei einem ähnlichen, durch die DE-OS 15 64 799 bekannten Verfahren werden statt der Bänder flexible Haltedrähte verwendet, um die die Enden der Wicklung herumgelegt werden. Die flexiblen Haltedrähte werden in die Wicklung mit eingewickelt.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Stand der Technik nach der DE-OS 27 00 282 wird die Aufgabe der Erfindung darin gesehen, ein Verfahren anzugeben, bei dem auf mit-einzuwickelnde flexible Hilfsmittel zum Festlegen der Windungen auf dem Zylinder verzichtet werden kann.

Die Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung einer kernlosen Läuferwicklung für elektrische Maschinen gemäß Oberbegriff des Anspruches 9.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung ferner die Aufgabe zugrunde, auch eine Vorrichtung anzugeben, bei der auf mit-einzuwickelnde flexible Hilfsmittel zum Festlegen der Windungen auf dem Zylinder verzichtet werden kann.

Die Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Anspruchs 9 angegebenen Merkmale gelöst.

Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Ansprüche 2-8. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind Gegenstand der Ansprüche 10-20.

Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer, das Verfahren und Ausführungsbeispiele darstellender Figuren erläutert werden.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht eines Teils der Fig. 1, bei dem eine Phase des Winkelvorgangs dargestellt ist.

Fig. 3 bis 6 zeigen Seitenansichten desselben Teils, bei dem weitere Phasen des Wickelvorgangs dargestellt sind.

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer kernlosen Läuferwicklung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt ist.

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.

Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 8.

Fig. 10 zeigt die Frontansicht eines anderen Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 8.

Fig. 11 . . . 14 zeigen perspektivische Ansichten eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 8 mit unterschiedlichen Phasen des Wickelvorganges.

Fig. 15 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 8 mit einer zusätzlichen Einrichtung zur Ausformung des Endes einer Windung zu einem Anschluß.

Fig. 16 zeigt einen Schnitt durch eine Anordnung zum Zusammenbacken der Windungen der Läuferwicklung.

Fig. 17 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Anordnung, die zum Ausformen der Enden einzelner Windungen dient.

Der Ausdruck "elektrische Maschinen" bezieht sich auf Elektromotoren oder Generatoren. Solche Maschinen können mit zwei oder mehr Polen ausgestattet sein. Die Läuferwicklung ist so herzustellen, daß sie an die Anzahl der Pole angepaßt ist. Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung besteht aus einem Zylinder 3, einer Antriebswelle 5 zur Drehung des Zylinders, einer Drahtquelle 9, einem ersten und einem zweiten Führungsteil 20 A bzw. 20 B und einer ersten und einer zweiten Kupplung 10 A bzw. 10 B. Der Zylinder 3 hat eine Mantelfläche 1, um die ein Draht 7 in gleichförmiger Steigung gewickelt wird.

Die Drahtquelle 9 ist ein sog. "flyer" und wird durch geeignete, nicht gezeigte Mittel in eine Umlaufbahn um den Zylinder 3 bewegt. Die Achse dieser Umlaufbahn ist gegenüber der Längsachse des Zylinders geneigt. Diese Drehbewegung der Drahtquelle bewirkt ein schräges Wickeln des Drahtes 7 von dem unteren Teil der Mantelfläche 1 an einem Ende des Zylinders 3 zum oberen Teil der Mantelfläche 1 am anderen Ende des Zylinders und dann weiter zu dem unteren Teil der Mantelfläche des Zylinders. Als Führungsmittel sind das erste Führungsteil 20 A und das zweite Führungsteil 20 B vorgesehen. Diese Führungsteile werden von Haltearmen 21 a und 21 b einander diagonal gegenüberstehend auf der Mantelfläche 1 des Zylinders 3 gehalten. Das erste Führungsteil 20 A und das zweite Führungsteil 20 B fangen den Draht 7 bei seinem Umlauf um den Zylinder 3 jeweils auf, so daß der Draht um diese Führungsteile gewunden wird.

Die Haltearme 21 a und 21 b sind jeweils mechanisch mit Kupplungsmechanismus 10 A und 10 B gekoppelt. Der erste Kupplungsmechanismus 10 A besteht aus einem ersten Flanschteil 11 a und einem zweiten Flanschteil 12 a. Das zweite Flanschteil 12 a ist fest mit der Antriebswelle 5 verbunden. Das erste Flanschteil 11 a ist mit einer ersten Buchse 13 a gekoppelt. Es ist mit einer kreisförmigen Anordnung von Öffnungen 14 a, die auf einem vorgegebenen Radius angeordnet sind, ausgestattet. Das zweite Flanschteil 12 a ist ebenfalls mit einer kreisförmigen Anordnung von Öffnungen 15 a ausgestattet, wobei die Anzahl dieser Öffnungen 15 a wesentlich geringer als die Anzahl der Öffnungen 14 a ist. Beispielsweise sind fünfundzwanzig Öffnungen 14 a in dem ersten Flanschteil 11 a und sechs Öffnungen 15 a in dem zweiten Flanschteil 12 a vorgesehen. Ein erstes Kupplungselement 16 a ist so bemessen, daß es durch eine Öffnung 15 a in eine Öffnung 14 a eingeführt werden kann. Wenn dieses erste Kupplungselement 16 a eingeführt ist, sind das erste Flanschteil 11 a und das zweite Flanschteil 12 a drehfest gekoppelt.

Der zweite Kupplungsmechanismus 10 B ist entsprechend aufgebaut. Es umfaßt dementsprechend ein drittes und viertes Flanschteil 11 b und 12 b mit Öffnungen 14 b und 15 b und einem Kupplungselement 16 b.

Der erste Haltearm 21 a und der zweite Haltearm 21 b, die jeweils das erste Führungsteil 20 A bzw. das zweite Führungsteil 20 B halten, sind jeweils Bestandteil einer U-förmigen Haltevorrichtung 22 a bzw. 22 b, welche auf der ersten Buchse 13 a bzw. der zweiten Buchse 13 b mittels Achsen 23 a bzw. 23 b drehbar angeordnet sind. Außerdem sind die Haltearme so mit der U-förmigen Haltevorrichtung verbunden, daß Haltearme und U-förmige Haltevorrichtung radial auf den Zylinder zu gesehen T-förmig sind. Auf jedem Haltearm 21 a bzw. 21 b ist ein Stift 24 a bzw. 24 b angeordnet. Die Haltearme enthalten Gewindelöcher, in die die Führungsteile 20 A, 20 B eingeschraubt sind. Eine solche Anordnung erlaubt, die Länge der Führungsteile, gemessen von der Oberfläche des Haltearmes bis zur Mantelfläche 1 des Zylinders 3 nach Bedarf zu justieren. Die Art, in welcher die in Fig. 1 gezeigte Anordnung arbeitet, wird im folgenden anhand der Fig. 2 . . . 6 näher beschrieben.

Zunächst wird das erste Kupplungselement 16 a durch eine vorbestimmte Öffnung 15 a in dem Flanschteil 12 a geführt und in eine vorbestimmte Öffnung 14 a in dem Flanschteil 11 a gesenkt. Ebenso wird das zweite Kupplungselement 16 b durch eine Öffnung 15 b in dem Flanschteil 12 b geführt und in eine vorbestimmte Öffnung 14 b in dem Flanschteil 11 b gesenkt.

Die Antriebswelle und damit der Zylinder 3 werden sodann gleichzeitig mit der Drahtquelle 9 angetrieben, derart, daß die Drahtquelle 9 einen kompletten Umlauf um den Zylinder macht, wenn der Zylinder sich um einen Winkel entsprechend dem in Umfangsrichtung des Zylinders gemessenen Abstand zweier benachbarter Windungen dreht. Wenn die Drahtquelle 9 in der durch den Pfeil B gezeigten Richtung umläuft, bewegt sich der Zylinder 3 in der durch den Pfeil A angegebenen Richtung.

Es sei nun angenommen, daß insgesamt N Windungen um den Zylinder zu wickeln sind, um eine vollständige Läuferwicklung herzustellen. Damit ist der Abstand zweier benachbarter Windungen in Umfangsrichtung des Zylinders gleich einer vollen Umdrehung. Das bedeutet, daß der Zylinder 3 mit jedem Umlauf der Drahtquelle 9 einer vollen Umdrehung beschreibt.

Damit werden auch die Führungsteile 20 A und 20 B mit dem Zylinder 3 um des Umfangs in der durch den Pfeil A angedeuteten Drehrichtung bewegt.

Es sei nun angenommen, daß sich das mit der Drahtquelle verbundene Drahtführungsrohr, wie in Fig. 1 gezeigt, gerade hinter dem Zylinder 3 befindet, so daß sich der Draht 7 um das zweite Führungsteil 20 B herumlegt. In Fig. 2 ist die Umlenkung des Drahtes 7 am zweiten Führungsteil 20 B abgeschlossen; der Draht 7 wird längs der gestrichelten Linie auf dem Zylinder 3 weitergeführt.

Das Drahtführungsrohr setzt seinen Umlauf um den Zylinder 3 fort, so daß es auf der Vorderseite des Zylinders erscheint, vergl. Fig. 3. Dabei wird der Draht 7 um das erste Führungsteil 20 A gelenkt und zurückgeführt. In Fig. 4 hat das Drahtführungsrohr etwa die in Fig. 1 gezeigte Stellung erreicht. Damit ist eine vollständige, schräg zur Zylinderachse ausgerichtete Windung gewickelt. Der Zylinder 3 hat sich in der durch den Pfeil A angegebenen Richtung um einer vollen Umdrehung gedreht. Bevor die Drahtquelle zu dem in Fig. 4 gezeigten Punkt zurückkehrt, in dem der Draht 7 erneut um das zweite Führungsteil 20 B geführt wird, ist dieses Führungsteil in seine ursprüngliche Position zurückgekehrt, d. h. in die Position, die vor dem Herstellen der Drahtwindung eingenommen worden war. Diese Rückkehr des zweiten Führungsteils 20 B in seine ursprüngliche Position wird durch Drehen des zweiten Haltearms 21 b um die zweite Achse 23 b eingeleitet, wodurch das zweite Führungsteil 20 B von der Oberfläche 1 des Zylinders 3 abgehoben wird, vergl. Fig. 3. Anschließend wird das zweite Kupplungselement 16 b, das in eine Öffnung 14 b in dem dritten Flanschteil 11 b eingesetzt war, aus dieser Öffnung gezogen, womit sich das dritte Flanschteil 11 b gegenüber dem vierten Flanschteil 12 b verdrehen kann. Das dritte Flanschteil 11 b wird entgegen der durch den Pfeil A gezeigten Drehrichtung im Sinn des Pfeils C bewegt, vergl. Fig. 3. Wenn die nächste benachbarte Öffnung 14 b mit dem zweiten Kupplungselement fluchtet, was des Umfangs entspricht, wird dieses erneut eingesenkt, um das dritte Flanschteil 11 b wieder mit dem vierten Flanschteil 12 b zu verriegeln. Die Drehung des dritten Flanschteils 11 b bewirkt eine gleiche Drehung der damit gekoppelten zweiten Buchse 13 b, des zweiten Haltearms 21 b und des zweiten Führungsteils 20 B. Das zweite Führungsteil 20 B ist nun in seine ursprüngliche Position zurückgekehrt. Anschließend wird der zweite Haltearm 21 b um die Achse 23 b so gedreht, daß das zweite Führungsteil 20 B auf die Oberfläche des Zylinders 3 aufgesetzt wird, vergl. Fig. 4.

Die Drahtquelle 9 setzt nun ihren Umlauf fort, um den Draht 7 um das zweite Führungsteil 20 B zu winden, vergl. Fig. 5.

Anschließend wird der Draht 7, der zwischen den Führungsteilen 20 A und 20 B verläuft, auf dem Zylinder 3 durch beispielsweise kurzzeitiges thermisches Verkleben oder andere konventionelle Klebetechniken gesichert. Hierzu kann der isolierte Draht 7 mit einem thermoplastischen Mantel umgeben sein. Es ist erkennbar, daß der Vorgang der Fixierung nicht durch das erste Führungsteil gestört wird, wenn dieses von der Oberfläche des Zylinders weggedreht ist.

Die Drahtquelle 9 setzt ihren Umlauf fort und bringt das Drahtführungsrohr hinter den Zylinder 3, vergl. Fig. 5. Dabei ist das erste Führungsteil 20 A von der Oberfläche des Zylinders abgehoben. Das Abheben der Führungsteile kann durch Einwirken einer geeigneten Kraft auf die Stifte 24 a, 24 b erfolgen, so daß die Haltearme um die Achsen 23 a, 23 b gedreht werden. Wenn das erste Führungsteil 20 A von dem Zylinder 3 entfernt ist, wird es in seine ursprüngliche Position in entsprechender Weise wie in der beim zweiten Führungsteil 20 B beschriebenen zurückgeführt und wieder auf die Oberfläche 1 des Zylinders 3 aufgesetzt. Die Drahtquelle 9 setzt ihren Umlauf zum Umlenken des Drahtes 7 um das erste Führungsteil 20 A herum fort, vergl. Fig. 2 und 6. Der Draht 7 zwischen zweitem Führungsteil 20 B und erstem Führungsteil 20 A auf der Rückseite des Zylinders wird auf dem Zylinder, beispielsweise durch kurzzeitige thermische Einwirkung, wie bereits oben beschrieben, fixiert.

Der vorstehende Vorgang wird bei jedem folgenden Halbumlauf der Drahtquelle 9 wiederholt. Auf diese Weise werden aufeinanderfolgende Windungen auf der Oberfläche des Zylinders 3 geformt.

Nachdem der Zylinder eine vollständige Umdrehung ausgeführt hat, ist die Wicklung fertiggestellt und wird von ihm abgenommen. Eine nach der Erfindung hergestellte Wicklung zeigt Fig. 7.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 8 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel besteht aus einer Drahtquelle 101, einem Zylinder 103, einer Antriebswelle 102, einem ersten Führungsteil 105, einem zweiten Führungsteil 106, einem ersten Tragteil 111 und einem zweiten Tragteil 112. Die Drahtquelle 101 kann ähnlich wie die zuvor beschriebene Drahtquelle 9 ausgestaltet sein und wird durch geeignete, nicht gezeigte Mittel angetrieben, damit sie in einer festen Umlaufbahn umlaufen kann. Die Drahtquelle 101 gibt Draht 107 aus.

Die Bewegung der Antriebswelle 102 ist durch geeignete Mittel, vorzugsweise durch einen Dorn, mit den Umläufen der Drahtquelle gekoppelt. Die Antriebswelle ist durch den Zylinder 103 geführt und tritt am anderen Ende des Zylinders mit dem Antriebswellenbereich 102 a aus. Die Tragteile 111 und 112 sind an den gegenüberliegenden Enden des Zylinders 103 auf der Antriebswelle 102 drehfest montiert. Die Tragteile 111 und 112 sind jeweils mit einem ersten Tragarm 117 bzw. zweiten Tragarm 123 ausgestattet, der drehbar am freien Ende des zugehörigen Tragteils mit einem Drehzapfen 116 bzw. 122 angeordnet ist. Diese Tragarme 117 und 123 sind im wesentlichen parallel zur Längsachse des Zylinders 103 ausgerichtet. Das erste Führungsteil 105 und das zweite Führungsteil 106 sind mit den freien Enden des ersten Tragarms 117 bzw. des zweiten Tragarms 123 mit Schrauben, wie mit der gezeigten Schraube 124, befestigt. Jedes der Führungsteile 105, 106 ist ein bogenförmig gestaltetes Teil, das in Arbeitsstellung konzentrisch mit dem Zylinder und in unmittelbarer Nähe der Mantelfläche 104 des Zylinders angeordnet ist.

Fig. 9 zeigt das erste Tragteil 111. Es ist mit einem Schlitz zur Aufnahme des Endbereiches des ersten Tragarmes 117 ausgestattet. Zwischen diesem Endbereich des ersten Tragarms 117 und dem ersten Tragteil 111 ist ein Federelement 118 vorgesehen, um den Tragarm 117 im Gegen-Uhrzeigersinn um den ersten Drehzapfen 116 vorzuspannen. Diese Vorspannung drückt das erste Führungsteil 105 in Richtung auf die Oberfläche 104 des Zylinders 103. Der Zylinder 103 ist mit einer kreisförmigen Anordnung von Öffnungen 110 ausgestattet, die um die Mantelfläche 104 herum angeordnet sind. Diese Öffnungen sind in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnet, die Abstände entsprechen der Polteilung der herzustellenden Wicklung. Der erste Tragarm 117 ist mit einem lösbaren Kupplungsmechanismus 115 ausgestattet, der aus einer Kugel 113, die als Stahlkugel ausgebildet sein kann, und aus einer Spiralfeder 114 besteht, die die Kugel nach oben drückt, so daß sie in eine gegenüberstehende Öffnung 110 einrasten kann, vergl. Fig. 9. Dieser lösbare Kupplungsmechanismus verbindet somit das erste Tragteil 111 mit dem Zylinder 103 bei Antrieb in Richtung des Pfeils A drehfest; bei Antrieb in Richtung des Pfeiles C kann sich das erste Tragteil 111 frei gegenüber dem Zylinder drehen.

Wie aus Fig. 10 leicht zu erkennen ist, ist das zweite Tragteil 112 mit dem Antriebswellenbereich 102 a durch eine "Nut- und Feder"-Kupplung drehfest verbunden. Die Stirnseite des Antriebswellenbereiches 102 a ist mit einer diametral verlaufenden Nut 119 versehen (Fig. 10). Das zweite Tragteil 112 ist mit einem Nutzapfen 120 ausgestattet, der in die Nut 119 eingeführt werden kann, wodurch Antriebswelle 102 und zweites Tragteil 112 drehfest gekoppelt werden. Eine Feststellschraube 121 ist so angeordnet, daß sie gegen die Oberfläche des Antriebswellenbereiches 102 a geschraubt werden kann, um ein Verrücken des zweiten Tragteils 112 gegenüber der Antriebswelle 102 zu verhindern. Das zweite Tragteil 112 ist außerdem mit einem Schlitz ausgestattet, der den zweiten Tragarm 123 aufnehmen kann. Ein Federelement 125 spannt diesen Tragarm (in Fig. 8 entgegen dem Uhrzeigersinn) um den Drehzapfen 122 vor, so daß das zweite Führungsteil 106 in Richtung auf die Oberfläche 104 des Zylinders 103 gedrückt wird, vergl. Fig. 8. Außerdem ist ein Flanschteil 109 an einem Ende des Zylinders 103 vorgesehen. Dieser Flanschteil enthält Schlitze 108. Diese Schlitze sind im Abstand der Polteilung gleichmäßig über den Umfang des Flanschteils verteilt.

Im Betrieb läuft die Drahtquelle 101 in einer festen Umlaufbahn in der durch den Pfeil B gezeigten Richtung um. Die Antriebswelle 102 bewegt sich in Richtung des Pfeils A, wenn die Drahtquelle 101 umläuft.

Mit der Antriebswelle drehen sich das Tragteil 111 und über den lösbaren Kupplungsmechanismus 115 auch der Zylinder 103. Wenn die Drahtquelle 101 einen vollen Umlauf ausführt, dreht sich die Antriebswelle 102 zusammen mit dem Zylinder 103 um einen Winkel, der dem in Umfangsrichtung des Zylinders gemessenen Abstand zweier benachbarter Windungen der herzustellenden Wicklung entspricht. Wenn die Wicklung aus N Windungen besteht, dreht sich der Zylinder 103 mit jedem Umlauf der Drahtquelle einer vollen Umdrehung.

Vor dem Formen der ersten Windung wird am freien Ende des Drahtes eine Schlaufe geformt. Diese Schlaufe wird in den Schlitz 108 gelegt, vergl. Fig. 11. Anschließend läuft die Drahtquelle 101 in Kopplung mit der Rotation des Zylinders 103 um, um eine einer Polteilung entsprechende Anzahl von schrägen Windungen, - z. B. 30 - auf der Oberfläche des Zylinders zu formen, vergl. ebenfalls Fig. 11. Jede Windung des Drahtes 107 wird in der gezeigten Weise um die Führungsteile 105 und 106 gelegt, wobei jede Windung die gleiche Länge hat. Die Führungsteile definieren die gegenüberliegenden Enden der Läuferwicklung. Danach wird die Antriebswelle 102 angehalten und der Umlauf der Drahtquelle 101 gestoppt. Während der Zylinder 103 in seiner Position gehalten wird, wird die Antriebswelle 102 nun in umgekehrter Richtung gedreht, wie es der Pfeil C in Fig. 8 zeigt. Diese entgegengesetzte Drehung der Antriebswelle 102 löst die Kugel 113 aus der Öffnung 110, womit die Kopplung des ersten Tragteils 111 mit dem Zylinder 103 aufgehoben ist.

Nachdem beide Tragteile 111 und 112 mit der Antriebswelle fest verbunden sind, werden beide in Richtung des Pfeiles C gedreht, vergl. Fig. 12. Demzufolge gleiten die Führungsteile 105 und 106 aus den Windungen des Drahtes 107 heraus. Die Antriebswelle 102 wird um den gleichen Winkel, um den sie zuvor in Richtung des Pfeiles A gedreht wurde, in Richtung des Pfeiles C gedreht. Damit werden die Führungsteile 105 und 106 in ihre ursprünglichen Positionen gebracht. Dort trifft die Kugel 113 nun mit einer weiteren Öffnung 110 zusammen. Unter der Vorspannung, die durch die Spiralfeder 114 auf sie ausgeübt wird, wird sie in die Öffnung gedrückt. Nun wird die Antriebswelle 102 erneut in Richtung des Pfeiles A angetrieben und die Drahtquelle setzt ihre Umläufe fort, so daß weitere Windungen um den Zylinder 103 gelegt werden.

Falls erforderlich, können die Windungen vor der Rückstellung der Führungsteile 105 und 106 in ihre ursprünglichen Positionen miteinander verbunden werden. Falls der isolierte Draht 107 mit einem thermoplastischen Mantel umgeben ist, kann den Windungen Wärme zugeführt werden, damit sie miteinander verbacken werden. Wie aus Fig. 12 und 13 ersichtlich, hat die letzte Windung jeder Polteilung ein Ende, aus dem eine verdrillte Schlaufe geformt wird. Diese Schlaufe wird in den Schlitz 108 des Flanschteils 109 gelegt. Damit ergibt sich eine Wicklung 130, wie sie aus Fig. 14 ersichtlich ist. Dieses Verfahren erlaubt eine schnelle Bestimmung der Polteilung, was bei der weiteren Fertigung der elektrischen Maschine hilfreich ist.

Ein Beispiel für eine Anordnung, die benutzt werden kann, um die verdrillten Schlaufen in der letzten Windung einer Polteilung auszuformen, ist in den Fig. 15 und 17 gezeigt. Sie enthält eine Klaue 141. Im Normalfall, d. i. wenn der Zylinder 103 und die Führungsteile 105 und 106 in Richtung des Pfeiles A rotieren, um den Draht 107 um den Zylinder zu legen, ist die Klaue 141 abseits positioniert, damit sie den Wicklungsvorgang nicht stört. Wenn die Drahtquelle 101 umläuft, um die letzte Windung einer Polteilung auszugeben, wird die Klaue 141 in der Bewegungsrichtung vorgeschoben, so daß sie in die letzte Windung eingreift, vergl. Fig. 15.

Folglich wird die letzte Windung der Polwicklung nun über die Klaue 141 geführt. Anschließend wird die Klaue 141 um ihre Längsachse gedreht, so daß das ergriffene Ende dieser letzten Windung verdrillt wird, vergl. Fig. 17. Sobald diese Schlaufe geformt ist, wird die Klaue 141 in der in Fig. 17 gezeigten Weise bewegt, so daß die Schlaufe in den Schlitz 108 des Flanschteils 109 gelegt wird.

Die Drehung der Klaue 141 zur Formung der verdrillten Schlaufe am Ende der letzten Windung eines Drahtes der Polwicklung sowie das Einlegen der verdrillten Schlaufe in den Schlitz 108 kann auch vorgenommen werden, während der Zylinder 103 fortfährt, in Richtung des Pfeiles A zu rotieren.

Der zuvor beschriebene Schritt des Zusammenbackens aller Windungen des Drahtes 107, die eine Polteilung der Läuferwicklung darstellen, vor dem Rückkehren der Führungsteile 105, 106 in ihre ursprünglichen Positionen, kann durch eine Anordnung von Heizbacken 143 vorgenommen werden, vergl. Fig. 16. Diese Heizbacken, die paarweise auf gegenüberliegenden Seiten des Zylinders 103 angeordnet sind, werden eingeschaltet, indem sie aufeinander zu bewegt werden, um den Teil der Läuferwicklung einzuschließen, der gerade geformt wurde. Die Heizbacken 143 führen dem Draht 107 Wärme zu, so daß die Ummantelung des Drahtes erwärmt wird. Dies führt zu einer thermischen Verklebung der Windungen der Polteilung, die auf der Oberfläche des Zylinders 103 geformt wurden. Nachdem die thermoplastische Ummantelung des Drahtes 107 genügend beheizt wurde, werden die Heizbacken 143 vom Zylinder 103 entfernt. Die Führungsteile 105, 106 werden dann in Richtung des Pfeiles C gedreht, damit sie wieder ihre ursprüngliche Positionen einnehmen können.

In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Vorgang des Backens während der Zeit ausgeführt werden, in der die Klaue 141 gedreht wird, um die verdrillte Schlaufe herzustellen.

Falls erforderlich, können während die verdrillte Schlaufe geformt wird und während die Heizbacken 143 die Ummantelung des Drahtes 107 aufheizen, die Führungsteile 105, 106 in ihre ursprünglichen Positionen zurückgeführt werden. Dabei können die Heizbacken dazu benutzt werden, den Zylinder festzuhalten. Danach kann die Klaue 141 in Gang gesetzt werden, um die verdrillte Schlaufe 107 a in den Schlitz 108 zu legen. Die Heizbacken 143 können vom Zylinder entfernt werden, und der Zylinder kann dann zusammen mit den Führungsteilen 105, 106 in Richtung des Pfeiles A gedreht werden, um die Windungen der nächsten Polteilung zu formen. Für eine Läuferwicklung mit fünf Polpaaren werden diese Vorgänge nacheinander wiederholt, bis alle fünf Polpaare geformt sind.

Nachdem die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele im einzelnen gezeigt und beschrieben wurde, ist erkennbar, daß Abwandlungen in der Form und in den Einzelheiten durch den Fachmann ausgeführt werden können. Z. B. kann das abwechselnde Schalten des ersten Kupplungsmechanismus 10 A und des zweiten Kupplungsmechanismus 10 B in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel entweder manuell oder in geeigneter Weise mit nicht gezeigten automatischen Apparaturen vorgenommen werden. In gleicher Weise können der erste Haltearm 21 a und der zweite Haltearm 21 b um ihre Achsen 23 a bzw. 23 b entweder manuell oder durch geeignete Steuerapparaturen, die nicht gezeigt sind, gedreht werden.

Desweiteren ist die Art, in der die Kupplungsmechanismen 10 A und 10 B betätigt werden, nicht auf die Benutzung von ersten und zweiten Kupplungselementen 16 a, 16 b, die durch die Öffnungen 15 a, 15 b in davor positionierte Öffnungen 14 a, 14 b gesteckt werden, beschränkt. Andere geeignete Steuermechanismen, so wie etwa Schrittschaltmotoren oder ähnliche Einrichtungen, können benutzt werden, um die Kupplungsmechanismen 10 A, 10 B zu steuern. Weiterhin kann der Zylinder 103 in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 stillgehalten werden, und die Antriebswelle 102 kann in entgegengesetzter Richtung entweder manuell oder durch geeignete Steuerapparaturen gedreht werden, nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Windungen um die Führungsteile 105, 106 gewickelt wurde. Außerdem können der Haken 141 und die Heizbacken 143 entweder manuell oder durch geeignete Steuerapparaturen bewegt werden.

Nachdem all diese genannten Steuerapparaturen zum Wissensstand des Fachmanns gehören und solche Steuerapparaturen nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung an sich sind, ist eine Beschreibung dieser Apparaturen nicht erforderlich.

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung einer kernlosen Läuferwicklung für eine elektrische Maschine, umfassend folgende Verfahrensschritte:
eine Drahtquelle wird auf einer festliegenden Umlaufbahn um einen Zylinder in Umlauf gebracht, wobei die Achse der Umlaufbahn in bezug auf die Längsachse des Zylinders geneigt ist;
der Draht wird um erste und zweite Führungsteile geführt, die durch den Drahtzug nicht deformierbar sind, die ersten und zweiten Führungsteile werden an der Oberfläche des Zylinders diametral gegenüberliegend und axial versetzt in bezug auf den Zylinder positioniert und legen die gegenüberliegenden Enden der kernlosen Läuferwicklung fest,
der Zylinder wird um seine Längsachse in Abhängigkeit vom Umlauf der Drahtquelle derart gedreht, daß aufeinanderfolgende schräg verlaufende Windungen des Drahtes auf der Oberfläche des Zylinders gebildet werden;
die zuvor genannten Schritte werden solange wiederholt, bis die vollständige Läuferwicklung gebildet ist; die Läuferwicklung wird von dem Zylinder entfernt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten und zweiten Führungsteile (20 A, 20 B, 105, 106) mit dem Zylinder (3, 103) gedreht werden,
und daß die ersten und zweiten Führungsteile (20 A, 20 B, 105, 106) jeweils nach Bildung einer bestimmten Anzahl von Windungen entgegengesetzt zur Rotationsrichtung des Zylinders (3, 103) in ihre Ausgangspositionen zurückgedreht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile jeweils nach Bildung einer einzigen Windung zurückgedreht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Anzahl von Windungen vor der Rückführung der ersten und zweiten Führungsteile (20 A, 20 B, 105, 106) in deren Ausgangspositionen gesichert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Sicherung ein thermisches Verkleben der bestimmten Anzahl von Windungen miteinander umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des ersten Führungsteiles (20 A) in einem Zeitraum erfolgt, in dem die Drahtquelle (9) sich von dem ersten Führungsteil (20 A) weg und auf das zweite Führungsteil (20 B) zu bewegt,
und daß die Rückführung des zweiten Führungsteiles (20 B) in einem Zeitraum erfolgt, in dem die Drahtquelle (9) sich von dem zweiten Führungsteil (20 B) weg und auf das erste Führungsteil (20 A) zu bewegt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (7) vor Zurückführen des jeweiligen Führungsteiles (20 A, 20 B) kurzzeitig gesichert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile (105, 106) gleichzeitig zurückgedreht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Zylinders (103) angehalten wird, während die Führungsteile (105, 106) zurückgedreht werden.

9. Vorrichtung zur Herstellung einer kernlosen Läuferwicklung für eine elektrische Maschine,
mit einem drehbaren Zylinder,
mit einer Drahtquelle, die um den Zylinder in einer Umlaufbahn bewegbar ist, deren Umlaufachse in bezug auf die Längsachse des Zylinders geneigt ist,
mit einer den Zylinder um die Längsachse in Abhängigkeit vom Umlaufen der Drahtquelle drehenden Antriebswelle,
mit ersten und zweiten durch den Drahtzug nicht deformierbaren Führungsteilen, die an diametral gegenüberliegenden und in bezug auf den Zylinder axial versetzten Stellen an der Oberfläche des Zylinders angeordnet sind und die gegenüberliegenden Enden der Läuferwicklung festlegen,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein lösbarer Kupplungsmechanismus (10 A, 10 B, 115) vorgesehen ist, der eine Mitnahme der ersten und zweiten Führungsteile (20 A, 20 B, 105, 106) mit dem Zylinder (3; 103) sowie eine Rückdrehung gegenüber dem Zylinder (3; 103) erlaubt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Führungsteile (20 A, 20 B) einen um eine Achse (23 a, 23 b) schwenkbaren Zapfen umfaßt, der, wenn die Drahtquelle (9) um den Zylinder (3) umläuft, mit der Oberfläche des Zylinders (3) in Berührung steht, so daß er den Draht (7) aufnimmt, und daß der Zapfen um die Achse (23 a, 23 b) von der Oberfläche des Zylinders (3) fort drehbar ist, wenn er in die Ausgangsposition zurückgeführt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsmechanismus (10 A, 10 B) erste Flanschteile (12 a, 12 b), die mit der Antriebswelle (5) gekoppelt und mit dem Zylinder (3) drehbar sind, zweite Flanschteile (11 a, 11 b), die koaxial zu den ersten Flanschteilen (12 a, 12 b) angeordnet, relativ zu diesen drehbar und mit den Führungsteilen (20 A, 20 B) gekoppelt sind, und Kupplungselemente (16 a, 16 b) umfaßt, mit deren Hilfe die zweiten Flanschteile (11 a, 11 b) mit den ersten Flanschteilen (12 a, 12 b) gekoppelt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Flanschteile (11 a, 11 b) mit je einer kreisförmigen Reihe von in gleichmäßigen Abständen voneinander vorgesehenen Öffnungen (14 a, 14 b) versehen ist und daß jedes der Kupplungselemente (16 a, 16 b) zumindest einen Kupplungsstift umfaßt, der an den entsprechenden ersten Flanschteilen (12 a, 12 b) vorgesehen ist und der in eine der Öffnungen (14 a, 14 b) einführbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (14 a, 14 b) um einen mit der Teilung der Wicklung in Beziehung stehenden Abstand voneinander entfernt sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (103) auf der Mantelfläche eine kreisförmige Reihe von Öffnungen (110) aufweist, und daß der lösbare Kupplungsmechanismus (115) eine Kugel (113), die in eine der Öffnungen (110) einführbar ist, und eine Feder (114) umfaßt, welche die Kugel (113) radial in Richtung auf die Zylinderachse zu drückt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (110) um einen Winkelabstand voneinander entfernt sind, der einer Polbreite der Läuferwicklung entspricht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die den Zylinder (103) zentrisch durchsetzende Antriebswelle (102) am freien, stirnseitigen Ende mit einer diametral verlaufenden Nut (119) versehen ist, die zur Aufnahme eines das zweite Tragteil (112) festlegenden Nutzapfens ("Feder", 120) dient.

17. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei jedes der Führungsteile (105, 106) ein mit einem ersten bzw. zweiten Tragteil (111, 112) verbundenes bogenförmiges Teil umfaßt, welches neben dem Zylinder (103) und konzentrisch zu diesem angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der ersten und zweiten Tragteile (111, 112) ein mit der Antriebswelle (102) verbundenes Grundteil und einen von diesem parallel zur Längsachse des Zylinders (103) verlaufenden Tragarm (117, 123) umfaßt, und daß jedes bogenförmige Teil von einem der Tragarme (117, 123) getragen ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Zylinders (103) ein Flanschteil (109) angebracht ist, daß eine Anzahl von in Abstand voneinander vorgesehenen Abschnitten entsprechend der Anzahl der Pole der elektrischen Maschine aufweist, daß eine Klaue (141) vorgesehen ist, welche jeweils die letzte Windung jedes Pols aufnimmt, daß die Klaue (141) derart drehbar ist, daß eine Schlaufe (107 a) gebildet wird, und daß die Schlaufe (107 a) in einen Schlitz (108) zwischen zwei benachbarte Abschnitte des Flanschteils (109) einführbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Draht (107) ein an sich bekannter Backlackdraht verwendet wird und daß Heizbacken (143) vorgesehen sind, mit denen sämtliche Windungen eines Pols miteinander verklebt werden.