DE3138495C2 - Vorrichtung zum Einsetzen von Spulen in die Nuten eines Blechpaketes - Google Patents

Abstract

Es wird ein Spuleneinsetzgerät beschrieben. Dieses umfaßt eine Werkzeugeinrichtung zum Einsetzen einer Spule und eines Keils in eine Nut eines Eisenkerns. Zum Antrieb der Werkzeugeinrichtung dient eine Betätigungseinrichtung, und zwar unter lösbarer Verbindung mit der Werkzeugeinrichtung. Ein Werkzeugmagazin dient der Aufnahme einer Vielzahl von Werkzeugeinrichtungen, welche wahlweise entnommen werden können. Die Werkzeugeinrichtungen können je nach der Gestalt des Eisenkerns ausgewählt werden. Jeder Werkzeug einrichtung ist eine Halterung zugeordnet. Ein Ende derselben ist an einer Schwenkwelle des Werkzeugmagazins verschwenkbar gelagert. Im Wege dieser Schwenkbewegung kann die Werkzeugeinrichtung in das Werkzeugmagazin zurückgeschwenkt werden oder die Werkzeugeinrichtung kann aus dem Werkzeugmagazin herausgeschwenkt werden und in Eingriff mit der Betätigungseinrichtung gebracht werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einsetzen von Spulen in die Nuten eines Blechpaketes mit einer Betätigungseinrichtung, die mit einem, aus einer Vielzahl von Werkzeugen in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Blechpaketes gewählten Werkzeug lösbar verbunden werden kann.

Eine derartige, aus der DE-PS 17 63 641 bekannte Vorrichtung wird zur Herstellung des Stators einer elektrischen Drehmaschine verwandt.

Bei herkömmlichen Spuleneinsetzvorrichtungen ist es erforderlich, das Werkzeug zum Einsetzen der Spule und eines Nutverschlußkeiles zusammen mit einem Werkzeug zum Schneiden von Formen des Nutverschlußkeiles auszuwechseln, wenn sich der Innendurchmesser des Statorblechpaketes ändert oder wenn sich die Form der Nut oder die Anzahl der Nuten ändert.

Es ist bereits eine Vorrichtung zum Einsetzen von Spulen in die Nuten eines Blechpaketes vorgeschlagen worden, wie sie in F i g. 1 und 2 der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist. Ein Werkzeug 1 ist auf einem Hauptkörper 3 derart gelagert, daß es durch eine Schwenkbetätigungseinrichtung 8 verschwenkbar ist. Das Werkzeug 1 hält am oberen Ende ein Blechpaket 10 eines Stators derart, daß eine Spule und ein Nutverschlußkeil in jede Nut des Blechpaketes eingesetzt werden können. Dieses Werkzeug 1 umfaßt einen oberen Werkzeugteil 9 für die Führung der Spule und des Nutverschlußkeiles sowie ein Magazin 70 für die Aufbewahrung von Nutverschlußkeilen, welche von einem Werkzeug 4 geschnitten und geformt werden. Ein Schiebeelement 16 für das Einführen des Nutverschlußkeiles in die Nut ist ebenfalls vorgesehen. Ein Einsetzblock 5 dient zur Halterung des Schiebeelementes 16. Er umfaßt eine Schiebestange 17 für das Einsetzen der Spule. Diese Schiebestange 17 ist in der Mitte des Blockes 5 vorgesehen. Ferner ist ein unterer Werkzeugteil 18 einschließlich einer Führungsstange 12 zur Führung des Einsetzblockes 5 vorgesehen.

Das Werkzeug 1 umfaßt einen oberen Bereich, der von einer Frontplatte 2 abgedeckt ist. Zur Befestigung der Frontplatte 2 dienen Bolzen. Das untere Ende ist mit einer Befestigungsplatte 14 verbunden, welche mit Hilfe von Bolzen am äußersten Ende der Betätigungseinrichtung 7 für das Einsetzen der Spule und des Nulverschlubkeiles befestigt ist. Von der Betätigungseinrichtung 7 gehen Führungsstangen 12 aus. Die lührungsstangen 12 sind mit Hilfe von Schrauben 19 an der Platte 14 sowie mittels einer Kupplung 6 am Einsci/.block 5 befestigt, die im Abstand von einer Stange 7a der Betätigungseinrichtung 7 angeordnet ist

Der Wechsel des Werkzeuges erfolgt bei einer derartigen Vorrichtung in der folgenden Weise: nicht dargestellte obere Bolzen für die Befestigung der Frontplatte 2 werden entfernt. Ein nicht dargestelltes Werkzeug-Passgüed zur Verhinderung einer Verschiebung des Werkzeuges 1 wird gleichfalls entfernt Eine Betätigungseinrichtung 8 zum Verschwenken des Werkzeuges wird so betätigt, daß das Werkzeug abwärts geschwenkt wird, und zwar aus den öffnungen der Frontplatte 2 und des Hauptkörpers 3 heraus. Dadurch gelangt das Werkzeug in die in Fi g. 1 mit strichp'unktierten Linien dargestellte Lage la. Die Kupplung wird gedreht, um den Einsetzblock 5 unter dem Werkzeug 1 von der Stange 7a der Betätigungseinrichtung 7 zu entfernen. Die Schraube 19 wird gelöst, um eine Trennung 1 zwischen der Befestigungsplatte 14 und det, Führungsstangen 12 herbeizuführen. Während der Entfernung des Werkzeuges 1 muß die Bedienungsperson in gebückter Haltung arbeiten. Das Werkzeug wiegt etwa 80 bis 120 kg. Dieser Werkzeugwechsel ist daher gefährlich, falls dabei nicht zwei oder drei Bedienungspersonen zusammenarbeiten oder kein Hebezug verwendet wird. Das Werkzeug 1 wird entfernt und durch ein anderes Werkzeug ersetzt, das dazu benötigt wird, die Spule und den Nutverschlußkeil sowie das Blechpaket eines anderen Stators einzusetzen. Zur Durchführung des Einsetzens eines neuen Werkzeuges werden die oben beschriebenen Arbeitsvorgänge in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen.

Nach dem Wechsel des Werkzeuges und der zugehörigen Werkzeuge zum Schneiden und Formen des NuI-verschlußkeiles sind Feinjustierungen erforderlich. Dazu gehört insbesondere die Feinjustierung der Glciistrecke des Werkzeuges, der Beschaffenheit des Nuiverschlußkeiles und der Vorschubstrecke des Nuiverschlußkeiles. Alle diese Justierungen müsser; vorgenommen werden, bevor mit dem Einsetzen der Spule begonnen werden kann. Bei einer Vorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau ist somit ein erheblicher Arbeitsaufwand unumgehbar. Das führt zu erheblichen Bedienungszeiten beim Werkzeugwechsel.

Der Werkzeugwechsel erfordert etwa 2 Stunden im Fall des Einsatzes von zwei Bedienungspersonen. Ein erheblicher Aufwand muß ferner bei der Feinjusticrung betrieben werden. Zu diesem Zweck muß das Werkzeug um eine entsprechende Strecke nach dem Einsetzen der Frontplatte verschiebbar sein. Solche Erfordernisse führen nahezu stets zu einer Verzögerung bei der Verdrahtung von speziellen elektrischen Drehmaschinen, bei denen viele konstruktiven Änderungen vorkommen und die in kleinen Stückzahlen gefertigt werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zum Einsetzen von Spulen in die Nuten eines Blechpaketes der eingangs genannten Art zu schaffen, die nur eine einzige Bedienungsperson zum sicheren Austausch eines Werkzeuges durch ein anderes Werkzeug benötigt, das der Beschaffenheit des Blechpaketcs angepaßt ist. Dabei soll dieser Werkzeug-

wechsel in kürzester Zeit erfolgen können, ohne daß ein ; !ebezeug erforderlich ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, bei der keine leinjusiierungen nach dem Werkzeugwechse: erforderlich sein sollen, soll sich weiterhin zum Einsatz bei der Herstellung verschiedener Arten elektrischer Drehmaschinen, insbesondere in kleinen Stückzahlen eignen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Werkzeugmagazin ink einer Vielzahl von Werkzeughaltern to vorgesehen ist, von denen jeder ein Werkzeug hält und in eine Luge schwenkbar ist, in der die Betätigungseinrichtung mit dem Werkzeug verbunden ist

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann somit ein Werkzeug wahlweise in das Werkzeugmagazin zurückgeschwenk» werden und kann ein anderes Werkzeug dem Werkzeugmagazin entnommen und mittels der Betätigungseinrichtung in seine Arbeitsstellung geschwenkt werden.

Besonders bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgcmäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 4.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines herkömmlichen Spulencinsctzgeräts;

F i g. 2 eine Draufsicht eines Teilbereichs des Spulencinsclzgcräts der Fig. 1 in Richtung des Pfeils A gesehen;

F i g. 3 eine Seilenansicht einer Ausführungsform der cifindungsgemäßen Spuleneinsetzgeräts mit einem Werkzeugmagazin;

F i g. 4 eine Frontansicht eines Teils des Spuleneinsetzgeräts gemäß F i g. 3 in Richtung des Pfeils B gesehen;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines unteren Teils der Wcrkzeugbestückiingseinrichtung gemäß F i g. 3; und F i g. 6 eine Frontansicht der F i g. 5.

Im folgenden soll eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Fig.3 bis 6 erläutert werden. Dabei werden die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in den Fig. I und 2. Im hinteren Bereich eines Hauptkörpers 3a ist ein Werkzeugmagazin 32 vorgesehen. Eine Magazinbasis 31 wird durch ein oberes Radiallager 28 und ein unteres Längslager 27 drehbar gelagert. Durch die Lager erstreckt sich eine Hauptwelle 25. welche mit Hilfe von Bolzen 26 am Hauptkörper 3a befestigt ist. Die Magii/.inbasis 3t ist mit einer Haltung 42 im unteren Bereich ausgerüstet. Eine Drehwelle 33 der Halterung 42 dient ;ils Anlenkpunkt, um den ein Werkzeughalter 40 geschwenkt werden kann. Der Halter 40, welcher als .Schwenkzentrum die Schwenkwelle 33 aufweist, ist in seinem oberen Bereich mit Hilfe eines Bolzens 43 mit einem oberen Werkzeug 9a verbunden. Eine Fühiungssiiingc 12 eines unteren Werkzeugs 18a wird mit Hilfe einer Schraube 19 fest in einem Halteglied 41 des Hallers gehallen.

l-in Werkzeug 20 wird von einem Schiebeglied 21 einer Schicbebetätigungseinrichtung 22 in einer vorbesiimmten Position in einer oberen Öffnung einer Frontplatte 2,7 gehalten. Die Position des Werkzeugs 20 wird durch die Halterung 42 bestimmt. In diesem Stadium sieht eine Welle 44 eines Lagers 43 unterhalb des Werkzeugs 20 in Eingriff mit einem Haken 24 mit einer Ausnehmung, welcher am oberen Ende der Betäligungseinrichtung 23 vorgesehen ist. Die Vorwärts- und Rückwiirtsbcwegung des Einsetzblocks 5 während des Ein-SLi/ens der Spule und des Keils hängen üb von der Bewegung des Hakens 24. Ein gesondertes Werkzeug 50, welches für den Werkzeugwechsel vorgesehen ist, befindet sich im Werkzeugmagazin 32. Es wird mit Hilfe eines Riegels 35 daran gehindert, sich vom Magazin zu lösen. Der Riege! 35 wirkt mit einem Stift 34 zusammen, welcher an dem Halter 40 vorgesehen ist. Ferner ist die Hauptwelle im oberen Bereich mit einem Keil versehen, um eine Drehbewegung derselben zu vei hindern. Ein Nockenstößel 36 ist mit Hilfe einer Platte 37 an dem Halter 40 befestigt. Die Platte 37 ist mit Hilfe von Bolzen 38 befestigt Der Nockenstößel 36 erstreckt sich ins Innere einer kreisförmigen Seitenwandung 29b einer Werkzeugführung 29. welche mit Hilfe eines Bolzens 30 befestigt ist. Auf diese Weise erzielt man eine doppelte Sicherung, mit der verhindert wird, daß das Werkzeug 50 sich zur Unzeit löst.

Die Werkzeuge 20, 50 tragen Formblöcke 39, 39a zum Schneiden und Formen der Keile. Die Gesamtzahl der Werkzeuge kann größer sein. Der Abstand H zum Mittelpunkt ist konstant, so daß ein Keilerzeugers 4a in einer festen Position arbeiten kann.

Im folgenden soll der Werkzeugaustauschvorgang und die Laufbewegung des Spuleneinsetzgeräts mit dem beschriebenen Werkzeugmagazin erläutert werden. Zunächst wird ein Bolzen 48 einer Halteplatte 47 gelöst und die Halteplatte 47 wird in die mit strichpunktierten Linien dargestellte Position gedreht. Hierdurch wird die Entfernung der Platte 47 ermöglicht. Das Werkzeug 20 umfaßt eine Rastnut 49. Zur Entfernung eines Einrasters 46 aus der Rastnut 49 wird eine Betätigungseinrichtung 45 betätigt, welche den Einraster zurückzieht. Sodann wird ein nichtgezeigtes Bauteil entfernt, welches den Nutverschlußkeilerzeuger 4a mit dem Formblock 39 für das Schneiden und Formen der Nutverschlußkeile verbindet. Hiernach wird die verschiebbare Betätigungseinrichtung 22 (Fig. 3) veranlaßt, sich vorzubewegen, falls der Block 5 sich in der untersten Position befindet. Hierdurch wird das Schiebeorgang 21, welches am Ende vorgesehen ist, dazu veranlaßt, unter Einwirkung auf den Stift 34 eine Verschwenkung des Halters 40 umd die Schwenkwelle 33 herbeizuführen. Die Welle 33 dient als Anlenkpunkt der Magazinbasis 31. Hierdurch wird der Halter 40 für die Werkzeugeinrichtung angehoben, bis sie mit der oberen Seite der Magazinbasis 31 abschließt. Die Position des Werkzeugs in diesem Stadium ist in F i g. 3 mit dem Bezugszeichen 20a versehen. Sobald diese Position erreicht ist, wird der Riegel 35 am Stift 34 in Eingriff gebracht, so daß ein Verschwenken des Werkzeugs verhindert wird. Danach wird die Schiebebetätigungseinrichtung 22 zurückgezogen.

Ein zweiter, nichtgezeigter Stift dient zur Festlegung der Drehposition der Magazinbasis 31. Dieser Stift wird nun entfernt. Sodann wird die Magazinbasis gedreht, bis ein anderes Werkzeug 50 in die Position für den Werkzeugwechsel gelangt. Danach wird der nichtgezeigte Stift wieder eingesetzt. Während der Drehbewegung dient der Nockenstößel 36 als doppelte Sicherung des Werkzeugs 20. Der Nockenstößel 36 des Werkzeugs 20 gelangt nämlich durch die Öffnung 29a in das Innere der Werkzeugführung 29. Andererseits gelangt der Nokkenstößel 36 des Werkzeugs 50 bei der Drehbewegung zur Öffnung 29a.

Die Schiebebetätigungseinrichtung 22 wird vorwärtsbewegt, bis das Schiebeglied 21 am Stift 34 angreift. Sodann wird der Riegel 35 entriegelt, und nun wird die Schiebebetätigungseinrichtung 22 wieder in die andere Richtung bewegt, so daß das Werkzeug 50 zur Öffnung der Frontplatte 2a hin verschwenkt wird, und der untere

Stift 44 des Werkzeugs gelangt in Eingriff mit dem Haken 24 am oberen Ende der Betätigungseinrichtung 23. Hierdurch wird das obere Werkzeug 9a in die Mitte der Frontplatte 2a gebracht. Nachfolgend wird die Betätigungseinrichtung 45 für die Betätigung des Einrasters betätigt und der Einraster 46 gelangt in Eingriff mit der Rastnut 49 des Werkzeugs 50. Die Halteplatte 47 des Werkzeugs wird nun wiederum gedreht, und das Werkzeug wird fest in Position gehalten, indem man den Bolzen 48 für die Halteplatte 47 wieder festzieht.

Die Position des Nutverschlußkeilerzeugers 4a des Werkzeugs ist konstant, da der Abstand H vom Zentrum der Werkzeugeinrichtung fest liest. Es reicht daher aus, den Verbindungsteil des Formblocks 39a für das Schneiden und Formen des Nutverschlußkeils einfach is zu verhindern. Nach diesen Vorgängen ist der gesamte Werkzeugaustauschvorgang beendet.

Im Betrieb wird der Nutverschlußkeilerzeuger 4a betätigt und ein Werkstückabschnitt erforderlicher Länge wird eingeführt, so daß der Formblock 39a zum Schneiden und Formen des Nutverschlußkeils betätigt werden kann, und der gebildete Nutverschlußkeil wird im Magazin aufbewahrt. Sodann erfolgt das Einsetzen der Spule und das Einsetzen des Stator-Eisenkerns 10 am oberen Werkzeug und das Paßelement 11 für den Stator-Eisenkern 10 wird betätigt. Schließlich wird die Betätigungseinrichtung 23 betätigt. Auf diese Weise sind die Spule und der Nutverschlußkeil für das Einsetzen innerhalb einer kurzen Zeitspanne bereit.

Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet es einer einzigen Bedienungsperson, den Wechselvorgang innerhalb von 6 bis 9 Minuten ohne Verwendung eines Hebezeugs zu beenden.

Bei vorliegender Ausführung wird das Werkzeugmagazin gemäß F i g. 3 gedreht. Es ist jedoch auch möglich, ein Gleitsystem oder Schlittensystem zu verwenden, bei dem eine Vielzahl von Werkzeugmaschinen in seitlicher, fluchtender Anordnung vorgesehen ist. Die Werkzeugmagazine können automatisch gedreht werden, und zwar durch eine Drehbetätigungseinrichtung. Bei vorstehender Ausführungsform werden die Werkzeugmagazine jedoch manuell gedreht Erfindungsgemäß können somit Werkzeugeinrichtungen auf einfachste Weise ausgewechselt werden, ohne daß irgendwelche Feinjustierungen erforderlich sind. Dieser Werkzeugwechsel kann in kürzester Zeit erfolgen, und er geschieht mit großer Sicherheit, da ein manueller Austausch der schweren Werkzeugeinrichtung nicht erforderlich ist Auch ist es nicht erforderlich, ein Hebezeug oder einen Kran zu verwenden, wenn sich der Innendurchmesser des Stator-Eisenkerns 10 oder die Gestalt der Nut oder die Anzahl der Nuten ändert

Das erfindungsgemäße Spuleneinsetzgerät verringert die Zeitspanne für den Wechsel des Werkzeugs erheblich. Darüberhinaus bietet die erfindungsgemäße Einrichtung den erheblichen Vorteil einer erhöhten Produktivität in Fällen, in denen verschiedene Verdrahtungsoperationen durchgeführt werden müssen, und zwar beispielsweise zur Herstellung verschiedener Typen. Dies gilt insbesondere im Falle kleiner Stückzahlen, wie sie bei speziellen elektrischen rotierenden Maschinen (zum Beispiel Motoren) vorkommen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einsetzen von Spulen in die Nuten eines Blechpaketes mit einer Betätigungseinrichtung, die mit einem aus einer Vielzahl von Werkzeugen in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Blechpaketes gewählten Werkzeug lösbar verbunden werden kann, gekennzeichnet durch ein Werkzeugmagazin (32) mit einer Vielzahl von Werkzeughaltern (40), von denen jeder ein Werkzeug (20,50) hält und in eine Lage schwenkbar ist, in der die Betätigungseinrichtung (23) mit dem Werkzeug (20,50) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schwenkantriebseinrichtung (21,22) zum Schwenken des Werkzeughalter: (40).

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin (32) drehbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (20,50) durch den Werkzeughalter (40) verschiebbar gehalten ist.

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