DE3334680A1

DE3334680A1 - Spulen-einsetzvorrichtung

Info

Publication number: DE3334680A1
Application number: DE19833334680
Authority: DE
Inventors: Takatoshi Kasugai Aichi Hattori
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-09-25
Filing date: 1983-09-24
Publication date: 1984-04-05
Also published as: CA1243825A; IT1166962B; US4536954A; IT8322940A1; DE3334680C2; IT8322940A0

Description

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MITSUBISHI DENKI KABUSHIKI KAISHA

Tokyo, Japan

P 147 39 , .

Spulen- Einsetzvorrichtung

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Spulen- Einsetzvorrichtung zur Herstellung eines Stators durch Einsetzen von Spulen in den Eisenkern des Stators einer sich drehenden elektrischen Maschine. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Spulen- Einsetzvorrichtung, deren oberes Werkzeug das Einsetzen von Spulen ohne Beschädigung derselben und eine feste Positionsbeziehung zwischen dem Eisenkern und den Spulen mit Backen bzw. Keilen erlaubt.

Bis jetzt ist als Notbehelf ein Wickel- und Einlegesystem bekannt, wie es in Figur 1 dargestellt ist, bei dem die Spulen direkt auf ein Werkzeug einer Spulen- Einsetzvorrichtung gewickelt werden, und die Spulen in den Eisenkern von den Spulen- Einsetzvorrichtung eingesetzt werden. Das Wickel- und Einlegesystem ist derart aufgebaut, daß ein vorderer Wickelrahmen 13 und ein hinterer Wickelrahmen 14 von einem Wickelkopf 11 getragen werden; ein U-förmiger Rahmen 12 wird von einem Antriebselement in dem Wickelkopf 11 um den vorderen und den hinteren Wickelrahmen gedreht, wodurch ein Draht 15 von dem Rahmen 12 heruntergezogen wird, so daß der Draht Windungen für die Spulen bildet. Die an dem

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vorderen Rahmen aufgewickelten Spulen 16 werden an ihrem unteren Teil einer Kraft unterworfen und fallen auf das obere Werkzeug der Spulen- Einsetzvorrichtung, bei der eine Vielzahl von Lamellen bzw. Stäben 3 sich nach oben erstreckend kreisförmig angeordnet ist; die Spulen werden auf vorgegebene Zwischenräume zwischen benachbarten Lamellen verteilt. Für eine gleichförmige Verteilung einer Spule 16 für eine oder mehrere Phasen ist es erforderlich, eine geeignete Zuordnung zu dem oberen Werkzeug 10 herzustellen und die Oberseite der Lamellen 3 im wesentlichen eben zu machen,, die den oberen Teil des oberen Werkzeugs 10 bilden (In den Eisenkernen gibt es eine bestimmte Variation der Dicken).

Ein bekanntes oberes Werkzeug 10 einer Spulen- Einsetzvorrichtung, das die vorstehend aufgeführten Bedingungen erfüllt, ist in Figur 2 gezeigt. In Figur 2 ist mit 10 ein oberes Werkzeug einer Spulen- Einsetzvorrichtung bezeichnet, an dem ein Preßteil mit allgemein zylindrischer Form angeordnet ist. Die untere Fläche 5a des Preßteil 5 ist mittels eines Bolzens 8 mit einer Betätigungsstange 9 verbunden, die sich derart in das obere Werkzeug 10 erstreckt, daß sie durch eine Antriebseinrichtung, die sich in dem oberen Werkzeug befindet, in Vertikalrichtung bewegbar ist. Ein Vielzahl von Lamellen 3 (die Zahl der Lamellen kann bspw. 24 sein), deren Zahl der Zahl von Schlitzen 17 in der Innenwand des Eisenkerns 1 des Stators entspricht, sind an ihren unteren Enden in Ausnehmungen 5b, die sich an der äußeren Umfangsflache des Preßteils 5 befinden, mittels kleiner Schrauben 7 derart befestigt, daß die oberen Enden der Lamellen 3 eine kreisförmige Anordnung entsprechend der kreisförmig ausgebildeten Statorzahnung bilden, die von den Statorschlitzen 17 gebildet wird. Die Spulen werden zwischen die Zwischenräumen gelegt, die von paarweise benachbarten Lamellen gebildet werden, die entsprechend einem bestimmten Spulen- Einsetzmuster ausge-

* wählt sind. Die Spulen 3 sind so angeordnet, daß ihre entsprechenden oberen Enden mit der entsprechenden Statorzahnung ausgerichtet sind, wenn der Stator in die Lamellen eingelegt ist und die Spulen 16 in die Schlitze durch die Führung der Lamellen 3 eingesetzt sind, wenn das die Lamellen 3 haltende Preßstück 5 von der Betätigungsstange 9 nach oben geschoben ist. An der Außenseite jeder der Lamellen 3 ist eine Keil- bzw. Backenführung 4 angebracht, die die unterste Position des Eisenkerns 1 des Stators an seiner Endstellung bestimmt und einen nichtgezeigten Backen bzw. Keil führt, der gleichzeitig mit dem Einsetzen der Spule 16 eingesetzt wird. Mit 2 ist ein Isolationspapier bezeichnet, daß in jeden der Schlitze 17 eingesetzt wird.

Im Folgenden soll die Wirkungsweise einer herkömmlichen Vorrichtung beschrieben werden. Wie in Figur 1 dargestellt ist, werden die Spulen 16 zunächst zwischen die Lamellen 3 gelegt; der Eisenkern 1 des Stators wird an das obere Werkzeug 10 derart angepaßt, daß der Innendurchmesser des Eisenkern die äußeren Umfangsflachen der Lamellen 3 berührt; ein nicht dargestelltes Stopelement wird an die äußere Umfangsfläche des oberen Teils des Eisenkerns 1 angesetzt, um ein iferabfallen des Eisenkerns zu verhindern. Wenn die untere Oberfläche 5a des Preßteils 5 durch die Betätigungsstange 9 vom unteren Teil des oberen Werkzeugs weggeschoben wird, wird das Preßteil 5 so angehoben, daß jede Spule 16 in einen ent-sprechenden Schlitz 17 des Eisenkerns unterstützt von den Lamellen 3 eingesetzt wird. Gleichzeitig werden die Keile in jeden der Schlitze 17 des Eisenkerns eingesetzt, um ein Herabfallen der Spulen 16 von den Schlitzen 17 zu verhindern und eine Isolation der Schlitze zu erzielen. Beim Erreichen der obersten Position wird die Preßkraft des Preßteils 5 weggenommen, und die Betätigungsstange 9 weggezogen, wodurch das Preßteil 5 in seine Ausgangslage zusammen mit den Lamellen 3 zurückkehrt,

die einteilig mit den Preßteil ausgeführt sind.

Bei der vorstehend beschriebenen bekannten Spulen- Einsetzvorrichtung werden die Spulen 16 in die Schlitze eingesetzt,

,_ während sie von den Lamellen 3 gehalten werden. Sogar wenn σ

das herkömmliche System keine Beschädigung der Spulen 16 hervorruft, werden die Spulen, nachdem sie eingesetzt worden sind, manchmal aus den Schlitzen herausgezogen, da daß Preßteil 5 und die Lamellen 3 gleichzeitig nach dem Einsetzen der Spulen zurückgezogen werden. Dies führt zu einem Zurückziehen nicht nur der Spulen 16, sondern auch der Keile nach Vollendung des Einsetzvorganges der Spulen, wenn nicht die unteren Teile der Spulen von Hand oder mittels einer Anpreßvorrichtung angepreßt werden; im schlechtesten Fall

kann das Isolationspapier zerissen werden. 15

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der herkömmlichen Vorrichtung zu beseitigen und ein Verfahren zum Einsetzen von Spulen in die Schlitze des Eisenkerns eines Stators und eine Vorrichtung zur Durchführung des

Verfahrens zu schaffen, die das Einsetzen von Spulen in

reproduzierbarer Weise erlaubt und mittels der eine korrekte

Positionsbeziehung der Spulen und der Keile zu den Schlitzen des Eisenkerns erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ausgehend von einem Verfahren, bei dem die Spulen in die Schlitze des Eisenkerns eines Stators durch Bewegen eines Preßteils und eines Lamellenträgers, die als getrennte Körper ausgebildet sind, eingesetzt werden, durch die folgenden Arbeitsschritte gelöst:

Zuächst werden die Spulen von ersten Lamellen, die an dem Preßteil befestigt sind, und zweiten Lamellen, die an den Lamellenträger befestigt sind, gehalten; anschließend werden

p. daß Preßteil und der Lamellenträger gemeinsam nach vorne be-

wegt, um die Spulen in die Schlitze des Eisenkerns mittels der ersten und zweiten Lamellen einzusetzen; im Anschluß hieran wird zunächst lediglich der Lamellenträger um eine bestimmte Strecke zurückgezogen; dann wird das Preßteil zusammen mit den Lamellenträger zurückgezogen, wodurch die zweiten Lamellen als erste zurückgezogen sind, während die ersten Lamellen für eine bestimmte Zeit ihre Position beibehalten.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher

beschrieben, in der

Figur 1 eine Vorderansicht eines Wickel- und Einlegsystem nach dem Stand der Technik,

Figur 2 eine zum Teil geschnittene Vorderansicht des oberen Werkzeugs einer Spulen-Einsetzvorrichtung nach dem Stand der Technik,

Figur 3 eine Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des oberen Werkzeugs einer erfindungsgemäßen Spulen-Einsetzvorrichtung ,

Figur 4-6 zum Teil geschnittene Vorderansichten eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen oberen Werkzeugs zur Verdeutlichung der Arbeitsabläufe, wobei in Figur 4 der Zustand vor dem Einsetzen der Spulen, in Figur 5 der Zustand, nachdem die Spulen gerade eingesetzt worden sind, und in Figur 6 der Zustand dargestellt ist, in dem die Lamellen zurückgezogen sind,

Figur 7 - 10 ein weiteres Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen oberen Werkzeugs, wobei Figur 7 eine zum Teil geschnittene Vorderansicht des Zustandes kurz vor. dem Einsetzen der Spulen in die Schlitze des Eisenkerns zeigt,

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Figur 8 den Zustand kurz nach dem Einsetzen der Spulen in die Schlitze und Figur 9 den Zustand zeigt, in dem eine Gruppe von Lamellen zurückgezogen ist, und
Figur 10 eine Aufsicht auf das obere Werkzeug zeigen.

Im Folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In den Figuren 3-6 ist dargestellt, daß erste Lamellen 3 fest an entsprechenden' äußeren Umfangsausnehmungen 23 a eines -₀ Preßteils 23 mit kleinen Schrauben befestigt sind; zweite. Lamellen 21 sind ebenfalls mit kleinen Schrauben 7 fest an entsprechenden äußeren Umfangsausnehmungen 27a eines Lamellenträgers 27 befestigt, der unterhalb des Preßteils 22 a^eordnet ist.

Die Lamellen 3 und 21 sind alternierend angeordnet ( s.

Figur3), anders ausgedrückt jede Lamelle 3 ist zwischen Lamellen 21 angeordnet. Gemäß Figur 3 wird jede der großen Spulen 16a von zweiten Lamellen 21 an deren Außenseite und „₀ von ersten Lamellen 3 an deren Innenseite getragen, so daß sie in das Innere des entprechenden Schlitzes 17 des Eisenkerns eingeführt werden können; jede der kleinen Spulen I6b wird von ersten Lamellen 3 an ihrer Außenseite und von zweiten Lamellen 21 an ihrer Innenseite getragen.

EineKugelabstützung 30 ist in die innenteile des Preßteils 22 und des Lamellenträgers 27 eingepaßt. Die Kugelabstützung auf der Seite des Preßteils 22 soll im Folgenden beschrieben werden. Ein innerer Zylinder 23 ist mittels eines Gewinde-OQ abschnittes 23a an dem einen Ende des Preßteils 22 befestigt. Der innere Zylinder 23 ist in seinem Mittelteil mit einer Vielzahl von Kugel- Aufnahmelöchern versehen und an seiner Außenseite von einem äußeren Zylinder 25 zum Rückhalten der Kugeln umgeben.

Die Kugelabstützung 30 ist derart aufgebaut, daß, wenn der untere Teil des äußeren Zylinders 25 durch Zurückziehen einer Betätigungsstange 28 vom Lamellenträger 27 abgenommen wird, der äußere Zylinder 25 um eine Strecke h von einer Feder 26 nach unten gedrückt wird, wodurch ein Abschnitt mit verringertem Durchmesser am oberen Endteil des äußeren Zylinders 25 die Kugeln, die sich in den Kugel-Aufnahmelöchern frei bewegen können, nach innen drückt, so daß sie in Eingriff mit dem äußeren Durchmesserabschnitt der zweiten Ausnehmung 28e der Betätigungsstange 28 kommen. Durch Absenken des im Durchmesser vergrößerten Teils 28f der Betätigungsstange wird das Preßteil 22 ebenfalls abgesenkt, da die Kugeln 24 in Eingriff mit dem Teil 28f mit vergrößertem .Durchmesser sind.

Wenn der Lamellenträger 27 und das Preßteil 22 in Richtung auf den Innendurchmesser des Eisenkerns 1 des Stators bewegt werden, wird dieser Vorgang dadurch ausgeführt, daß der ■ untere Teil des inneren Zylinders 23 der Kugelabstützung 30 in dem Lamellenträger 27 durch den gestuften Abschnitt 28b des Teils 28a mit großem Durchmesser der Betätigungsstange 28 vorwärts geschoben wird. Zwischen dem Teil 28d mit mittlerem Durchmesser und dem mit einer Stufe versehenen Abschnitt 28b der Betätigungsstange 28 befindet sich eine erste Ausnehmung 28c, die mit den Kugeln 24 der Kugelabstützung 30 für den Lamellenträger 27 in Eingriff steht, um den Absenk-bzw. Rückziehvorgang des Lamellenträgers 27 auszuführen.

Im Folgenden soll die Arbeitsweise beim Einsetzen von Spulen erläutert werden.

Zu Beginn werden, wie in Fig. 3 gezeigt, die großen Spulen 16a und die kleinen Spulen 16b zwischen benachbarte jeweils

paarweise zugeordnete erste Lamellen 3 und zweite Laraellen 21 in einem vorgegebenen Einsetzmuster gesetzt und dann der Eisenkern 1 des Stators derart an das obere Werkzeug herangebracht, daß der Innendurchmesser des Eisenkerns 1 auf den Außenumfang der ersten und zweiten Lamellen 3 bzw. 21 aufgebracht ist, und in Berührung mit den oberen Enden der Keilführungen 4 kommt. Ein nicht gezeigtes Stoppelement ist an die äußere Umfangsflache des oberen Teils des Eisenkerns 1 des Stators angepaßt, um diesen daran zu hindern,

IQ herabzufallen. Wenn in diesem Zustand eine 'geeignete Kraft, auf den unteren Teil der Betätigungsstange 28 wirkt, wird der mit einer Stufe versehene Teil 28b des Teils der Betätigungsstange 28 mit großem Durchmesser in Kontakt mit der unteren Oberfläche des inneren Zylinders 23 der

IQ Kugelabstützung 30 für den Lamellenträger 27 gebracht (siehe Fig. 4). Anschließend bewegt sich die Betätigungsstange 28 vorwärts in den Innenteil des Eisenkerns 1 des Stators, wobei die Verbindung des Restteils 22 mit dem Lamellenträger 27 aufrechterhalten wird, wodurch die großen Spulen I6a und die kleinen Spulen 16b, von denen jede von benachbarten ersten Lamellen 3 und zweiten Lamellen 21 gehalten wird, in vorgegebene Schlitze 17 des Eisenkerns eingesetzt werden (Fig. 5).

Zu diesem Zeitpunkt springt der äußere Zylinder 25 der Kugelabstützung 30 für den Lamellenträger 27 um die Strecke h aufgrund der Wirkung der Feder 26 vor, da der äußere Zylinder 25 frei von dem Trägerelement 29 wird; dies führt dazu, daß die in der Kugelabstützung 30 für den Lamellenträger 27 gehaltenen Kugeln 24 in Eingriff mit der ersten Ausnehmung 28c der Betätigungsstange 28 kommen.

Durch das Einwirken einer geeigneten Zugkraft auf den unteren Teil der Betätigungsstange 28 werden die Kugeln 24 nach unten hin zu dem Teil 28d mit mittlerem Durchmesser

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bewegt. Infolge hiervon wird der Lamellenträger 27, der die zweiten Lamellen 21 trägt, von der unteren Oberfläche, des Preßteils 22 getrennt, so daß er sich nach rückwärts bewegt. Zu diesem Zeitpunkt springt der äußere Zylinder 25 der Kugelabstützung 30 für das Preßteil 22 um die Strecke h aufgrund der Wirkung der Feder 26 vor, da sich das Preßteil 22 an seiner obersten Stellung aufgrund der Reibungskraft zwischen der Lamelle 3 und den Spulen 16a und 16b befindet; folglich werden die Kugeln 24 nach innen von dem inneren Zylinder 23 beaufschlagt, so daß sie in Eingriff mit der. zweiten Ausnehmung 28c kommen und sich die Betätigungsstange 28 rückwärts bewegt, wodurch der Teil 28f mit größerem Durchmesser in Eingriff mit den Kugeln kommt (Fig. 6). Da die großen Spulen 16a und die kleinen Spulen 16b in dem in Fig. 6 gezeigten Zustand von den zweite Lamellen 21 gelöst sind, besteht nicht die Gefahr, daß die eingesetzten Spulen beschädigt oder verschoben werden. Da sich der Betätigungsstab 28 weiter rückwärts bewegt, zieht sich das Preßteil 22 zusammen mit den ersten Lamellen zurück; ferner bewegt sich der Lamellenträger 27 ebenfalls rückwärts, wodurch der äußere Zylinder 25 in Anlage an dem Trägerelement 29 kommt und gegen die Wirkung der Feder 26 zurückgezogen wird. Infolge hiervon wird die Festlegung der Kugeln 24 in radialer Richtung aufgehoben und der Teil 28d mit mittlerem Durchmesser kann die Kugeln 24 passieren.

Wenn die Betätigungsstange 28 mit ihrer Rückwärtsbewegung fortfährt, kommt das Preßteil 22 in Berührung mit der oberen Oberfläche des Lamellenträgers 27, der in Kontakt mit dem Trägerelement 29 ist. In diesem Moment bewegt sich der äußere Zylinder 25 der Kugelabstützung 30 für das Preßteil 22 nach oben gegen die Wirkung der Feder 26, so daß die Kugeln 24 in Radialrichtung freigegeben werden; dies hat zur Folge, daß die Kugeln 24 außer Eingriff mit dem Teil 28f mit größerem Durchmesser kommen, so daß sie sich nach hinten zu

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I-" ··' ·-·"··* 333Λ680 - A3-

der vorgegebenen untersten Position bewegen.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind

die Erläuterungen für einen Stator mit drei Phasen und vier

Polen mit zwei Spulenstufen, in denen sich 24 Schlitze und

eine 120 Grad-Spulenteilung befinden, erfolgt. Die

erfindungsgemäße Spulen- Einsetzvorrichtung ist jedoch für beliebige Schlitzzahlen, Spulenteilungen, Zahl der Spulenstufen, der Phasen und Pole etc. verwendbar.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, weist das Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Spulen- Einsetzvorrichtung erste Lamellen, die einstückig mit einem Preßteil ausgebildet sind, und zweite Lamellen auf, die einteilig mit einem Lamellenträger ausgebildet sind, der unterhalb des Preßteils angeordnet ist; beide Lamellengruppen dienen zum Halten der Spulen, wobei sich beide Gruppen in der gleichen Weise beim Einsetzen und nach dem Einsetzen der Spulen bewegen. Der Lamellenträger und die zweiten Lamellen werden als erste rückwärts bewegt, während das Preßteil und die ersten Lamellen für kurze Zeit in ihrer Position verbleiben. Mit dieser Konstruktion können die Spulen in reproduzierbarer (stabiler) Weise eingesetzt werden und es ist nicht erforderlich, die Lage der Spulen oder der Keile bzw. Backen, die teilweise aus den Schlitzen gerutscht sind, einzustellen, oder eine Gegenkraft auf die Spulen auszuüben, um sie an einer Ortsveränderung zu hindern, wie dies bei herkömmlichen Vorrichtung erforderlich ist.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung soll im Folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 10 beschrieben werden. Gleiche oder entsprechende Teile bei diesem Ausführungsbeispiel sind dabei mit denselben Bezugszeichen wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel ver-

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sehen, so daß auf eine Erläuterung verzichtet werden kann.

Fig. 10 zeigt einen Stator, der mit der erfindungsgemäßen Spulen-Einsetzvorrichtung hergestellt worden ist. In der inneren Umfangsfläche des Eisenkerns 1 des Stators sind 24 Schlitze 104 ausgebildet, in die kleine Spulen l6b mit einer Spulenteilung von 120° eingesetzt sind, so daß sich ein vierpoliger Stator für Dreiphasenbetrieb ergibt. Jede der großen Spulen 16a wird von paarweise benachbarten Lamellen 110a, 110b getragen, damit sie in entsprechende Schlitze 104 des Eisenkerns eingesetzt werden kann, während jede der kleinen Spulen 16b von paarweise benachbarten Lamellen 110b, 110c getragen wird, damit sie in die entsprechenden Schlitze 104 des Eisenkerns eingesetzt werden kann.

Wie in den Fig. 7 bis 9 dargestellt ist, berührt jede der Lamellen 110a mit ihrer Außenseite eine der Keil- bzw. Backenführungen 106, die an einem nicht gezeigten oberen Werkzeug angebracht sind, und ist fest mit einem nicht dargestellten Lamellenhalter verbunden. Jede der Lamellen 110b ist mit Schrauben 117 an einer zugeordneten Umfangsausnehmung 116 des Lamellenträgers 115 befestigt, der unterhalb eines im Folgenden beschriebenen Preßteils 114 angeordnet ist. Jede der Lamellen 110c ist mit Schrauben 119 an einer entsprechendn Umfangsausnehmung 118 des Preßteils 114 befestigt.

Die Vorspannkraft der Feder 135 bewirkt eine Relativbewegung des äußeren Zylinders 133 nach unten bezüglich des inneren Zylinders 132; wenn die Bewegung des äußeren Zylinders 133 von einem Stopelement 136 gestoppt wird, berührt das obere Ende 134 des äußeren Zylinders 133 die Kugeln 131. Wenn der Lamellenträger 115 die untere Oberfläche des Preßteils 114 berührt, berührt die untere Oberfläche des äußeren Zylinders 133 die obere Oberfläche des Lamellenträgers 115, so daß sie gegenüber der Feder 135 zurückgezogen ist, wodurch die Kugeln 131 nicht nach innen aus dem inneren Zylinder 132 vorstehen.

Die in dem Lamellenträger 115 aufgenommene Kugelabstützung 129 hat den gleichen Aufbau wie die Kugelabstützung 128 in dem Preßteil 114, wobei das obere Ende des inneren Zylinders 132 der Kugelabstützung 129 so ausgebildet ist, daß es das untere Ende des inneren Zylinders 132 der Kugelabstützung 128 bezieht. Die untere Oberfläche des Lamellenträgers 115 berührt ein Trägerelement 137 in einem nicht gezeigten oberen Werkzeug, wenn sie sich an ihrer untersten Position befindet, wodurch der äußere Zylinder 133 der Kugelabstützung 129 des Lamellenträgers 115 gegen die Feder 135 in der Kugelabstützung 129 zurückgezogen ist. Ein oberer Teil 139 mit kleinem Durchmesser einer Betätigungsstange 138 ist lose in das Durchgangsloch 120 des Preßteils 114 und das Durchgangsloch 121 des Lamellenträgers 115 eingepaßt. Ein mit einer Stufe versehener Teil i40a an dem Teil 140 mit großem Durchmesser der Betätigungsstange 138 ist so ausgebildet, daß er das untere Ende des inneren Zylinders 132 der Kugelabstützung 129 berührt. An dem unteren und dem oberen Ende des Teils 139 mit kleinem Durchmesser der Betätigungsstange 138 befinden sich vergrößerte Abschnitte 141 bzw. 142. Ein unterer mit einer Stufe versehener Abschnitt 143 des vergrößerten Abschnitts 141 bzw. ein unterer . 35

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mit einer Stufe versehener Abschnitt 144 des vergrößerten Abschnitts 142 verhindert, daß die Kugeln 131 aus dem vergrößerten Abschnitt 141 bzw.142 austreten, wenn die Kugeln diese Abschnitte berühren.

Im Folgenden soll die Wirkungsweise des beschriebenen Ausführungsbeispxels erläutert werden.

Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, werden die großen Spulen 16a und die kleinen Spulen I6b zwischen paar-weise. benachbarte Lamellen 110a, 110b bzw. 110c eingebracht und ein Eisenkern 1 des Stators 8 derart auf den Außenumfang der Lamellen 110a, 110b und 110c aufgebracht, daß er das obere Ende der Führungs-backen bzw. Führungskeile 106 (Fig. 7) berührt. Dann wird ein nicht gezeigtes Stopelement auf den Außenum-fang des oberen Teils des Eisenkerns 1 aufgebracht, so daß dieser nicht herabfallen kann. Wenn die Betätigungsstange nach oben belastet wid, berührt der mit einer Stufe versehene Teil 140a des Teils 140 mit gro-ßem Durchmesser der Betätigungsstange 138 die untere Oberfläche des inneren Zylinders 132 der Kugelabstüt-zung 129 des Lamellenträgers 115; anschließend bewe-gen sich die Betätigungsstange 138, der Lamellenträger 115 und das Preßteil 114 gemeinsam nach oben und tre-ten zusammen mit den Lamellen 110b und 110c entlang den feststehenden Lamellen 110a und den Führungsbacken 106 als Führungseinrichtungen in die Öffnung des Eisen-kerns 1 des Stators ein. Folglich werden die großen Spulen I6a, die von den paarweise zugeordneten Lamellen 110a und 110b gehalten werden, und die kleinen Spulen 16b, die von den paarweise zugeordneten Lamellen 110b und 110c gehalten werden, in vorgegebene Schlitze 104 des Eisenkerns eingesetzt, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist.

Wenn der Lamellenträger 115 hochgehoben wird und seine

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untere Oberfläche nicht mehr das Trägerelement berührt, springt der äußere Zylinder 133, der aufgrund des Trägerelements 137 zurückgezogen gewesen ist, aufgrund der Wirkung der Feder 135 um die Strecke h vor, die durch die Berührung des äußeren Zylinders 133 mit dem Stopelement 136 des inneren Zylinders 132 begrenzt ist; dies hat zur Folge, daß die Kugeln 131 in der Kugelabstützung 129 für den Lamellenträger 115 durch das obere Ende 13¹J des äußeren Zylinders 133 derart beaufschlagt werden, daß sie mit dem uneren mit einer Stufe versehenen Abschnitt 143 in Eingriff kommen. Wenn das Preßteil 114 und der Lamellenträger 115 emporgehoben sind, wird der Lamellenträger 115, an dem die Lamellen 110c angebracht sind, durch Abwärtsziehen der Betätigungsstange 138 (Fig. 9) gegenüber der unteren Oberfläche des Preßteils 114 abgesenkt, da der vergrößerte Abschnitt 131 der Betätigungsstange 138 die Kugeln 131 nach unten beaufschlagt, so daß der innere Zylinder 132 mit dem Lamellenträger 115 verbunden ist. In diesem Moment springt der äußere Zylinder 133 der Kugelabtüzung 128 des Preßteils 11^ aufgrund der Wirkung der Feder 135 um die Strecke h vor. Aufgrund dessen werden die Kugeln durch das obere Ende des äußeren Zylinders 133 derart beaufschlagt, daß sie teilweise nach innen aus den Kugel- Aufnahmelöchern des inneren Zylinders 132 vorspringen, so daß sie mit dem unteren mit einer Stufe versehenen Abschnitt 144 der Betätigungsstange 138 in Eingriff stehen. Wenn sich die Betätigungsstange 138 nach unten bewegt, kommen folglich die Kugeln 131 in Eingriff mit dem vergrößerten Teil 142 (Fig. .9). Dadurch lösen sich die großen Spulen 16a und die kleinen Spulen 16b von den Lamellen 110b, die zusammen mit dem Lamellenträger 115 abgesenkt werden. Hierdurch ergibt sich ein störungsfreies Einsetzen der Spulen 16a und 16b in die Schlitze 104 des Eisenkerns. Wenn die Betätigungsstange 138 welter abgesenkt wird, werden der Preßteil 114 zusammen mit den Lamellen 110c sowie der Lamellenträger 115 abgesenkt;

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schließlich berührt der äußere Zylinder 133 der Kugelabstützung 129 das Trägerteil 137. Infolge hiervon wird der äußere Zylinder nach oben gegen die Feder 135 belastet und die Kugeln 131 werden in Radialrichtung frei, wodurch der vergrößerte Teil 141 der Betätigungsstange 138 die kreisförmig angeordneten Kugeln 131 passiert. Wenn die Betätigungsstange 138 sich weiter nach unten bewegt, wird das Preßteil 114 in Kontakt mit der oberen Oberfläche des Lamellenträgers 115 gebracht, der das Trägerelement 136 berührt; der äußere Zylinder 133 der Kugelabsützung 128 des Preßteils 114 wird gegen die Feder 135 zurückgezogen, so daß die Kugeln 124 in Radialrichtung genauso wie die Kugeln 131 des Lamellenträgers 115 freigegeben werden, wodurch der vergrößerte Teil 142 die kreisförmig angeordneten Kugeln 131

_1C- passiert, so daß er seine vorgegebene untere Position einnimmt.

Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bewirkt eine einfache Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Betätigungsstange 138 eine zeitlich

2Q unterschiedliche Rückwärtsbewegung der Lamel-len 110b und 110c; dabei ist es möglich, die erfindungs-gemäße Spulen-Einsetzvorrichtung mit herkömmlichen Vorrichtungen zu kombinieren. Da ferner bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel feststehende Lamellen 110a verwendet

₂c werden, kann eine stabile und reproduzierbare Positionsbeziehung der Spulen zu dem Eisenkern 1 erreicht werden, wodurch die Lebensdauer erhöht wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist

QQ ein Stator für drei Phasen zugrundegelegt worden, der vier Pole mit zwei Spulenstegen aufweist, in denen sich 24 Schlitze und eine 120 Grad- Spulenteilung befinden. Die erfindungsgemäße Spulen- Einsetzvorrichtung ist jedoch bei beliebigen Schlitzzahlen, Spulenteilen, Zahl der Spulenstege, Phasenzahlen und Polen verwendbar; ferner kann

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die Anordnung der beweglichen und der feststehenden Lamellen beliebig sein. Als Modifikation der in Fig. 10 beschriebenen Spulen-Einsetzvorrichtung ist es möglich, die Lamellen 110c und die festen Lamellen 110a zu beweglichen Lamellen 110c zu machen, so daß die kleinen Spulen 16b beim Ein-setzen vom oberen Ende der festen Lamellen 110a wegbe-wegt werden. Hierdurch wird vorteilhafterweise die durchschnittliche Länge der Spulen verringert.

2Q Wie vorstehend beschrieben worden ist, weist die erfin-. dungsgemäße Spulen -Einsetzvorrichtung ein Preßteil, das sich auf den Eisenkern des Stators zubewegt und von diesem wegbewegt, sowie einen Lamellenträger auf, der sich synchron mit dem Preßteil bei der Annäherung an den Eisenkern des

■j^g Stators bewegt, und der beim Wegbewegen von dem Eisenkern vor dem Preßteil getrennt wird; das Preßteil und der Lamellenträger sind mit einer Vielzahl von Lamellen versehen, die die Spulen halten, um die von den Lamellen gehaltenen Spulen während des Arbeitsablaufs zu lösen. Mit diesem Aufbau können die Spulen reproduzierbar eingesetzt werden und es ist unnötig die Lage der Spulen und von Keilen einzustellen, die aus den Schlitzen herausgezogen werden könnten, oder eine Gegenkraft auf die Spulen wie bei herkömmlichen Vorrichtungen aufzubringen. Die erfindungsgemäße Spulen- Einsetzvorrichtung ist in ihrer Arbeitsweise reproduzierbar und kann in automatischen Fertigungsstraßen verwendet werden.

, - Ä0-. Leerseite

Claims

MITSUBISHI DENKI KABUSHIKA KAISHA Tokyo, Japan P 147 39 Spulen-Einsetzvorrichtung Ansprüche

1.J Verfahren zum Einsetzen von Spulen in Schlitze eines Eisenkerns eines Stators durch Verlagern eines Preßteils und eines davon getrennten Lamellenträgers, gekennzeichnet durch folgende Arbeitsschritte:

(1) Halten der Spulen mittels erster Lamellen, die an dem Preßteil befestigt sind, und zweiter Lamellen, die an dem Lamellenträger befestigt sind,

(2) Vorwärtsbewegen des Preßteils gemeinsam mit dem Lamellenträger zum Einsetzen der Spulen in die Schlitze des Eisenkerns mittels der ersten und zweiten Lamellen, und

(3) Rückbewegen lediglich des Lamellenträgers um eine bestimmte Strecke und anschließendes Rückbewegen des Preßteils zusammen mit dem Lamellenträger, wodurch die zweiten Lamellen zuerst zurückgezogen werden und die ersten Lamellen zunächst in ihrer Position verbleiben.

2. Spulen-Einsetzvorrichtung zum Einsetzen von Spulen (16) in Schlitze eines Eisenkerns (1) eines Stators, gekennzeichnet durch ein Preßteil (22;114) zum Einsetzen der auf einem oberen Werkzeug der Spulen-Einsetzvorrichtung angeordneten Spulen in die Schlitze des Eisenkerns des Stators unter Kraft,
einen Lamellenträger (28;115),der unterhalb des Preßteils

angordnet ist,

eine Vielzahl erster Lamellen (3) die an äußeren Umfangsausnehmungen (28c) des Preßteils einstückig angebracht sind, eine Vielzahl zweiter Lamellen (21) die an äußeren Umfangsausnehmungen einstückig angebracht sind, Kugelabstützungen (30; 128, 129) an dem Preßteil und dem Lamellenträger,

eine Betätigungsstange (28; 138), die durch die Kugelabstützungen hindurch geht und einen vergrößerten Teil, der mit dem Preßteil in Eingriff steht, und ' einen Teil mit mittleren Durchmesser hat, der mit dem Lamellenträger in Eingriff steht, wobei die Spulen so eingerichtet sind, daß sie jeweils zwischen benachbarten ersten und zweiten Lamellen gehalten werden,wobei die ersten und zweiten

!5 Lamellen gemeinsam mit dem Preßteil und dem Lamellenträger beim Einsetzen der Spule und anschließend der Lamellenträger und zweiten Lamellen vor dem Preßteil und den ersten Lamellen durch Betätigen der Betätigungsstange rückwärts

bewegt werden.
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3- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelabstützung einen inneren Zylinder (23), der an der Innenwand eines Durchgangslochs zur Aufnahme der Betätigungsstange des Preßteils bzw. des Lamellenträgers befestigt ist

²^ und der mit einer Vielzahl von Kugel- Aufnahmelöchern (130) versehen ist, die zu dem Durchgangsloch hin offen sind, und einen äußeren Zylinder (25) aufweist, der den inneren Zylinder umgibt, und zwischen denen die Kugeln zur Steuerung der Kugellage in Radialrichtung in Bezug auf das Durchgangsloch angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Zylinder (25) so ausgebildet ist, daß er sich aufgrund der Wirkung einer Feder (26) um die Strecke h in Axial-· richtung bewegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

während der Vorwärtsbewegung des Preßteils und des Lamellenträgers der innere Zylinder gegen die Feder gedrückt wird, so daß sich die Kugeln frei in Radialrichtung in Bezug auf das Durchgangsloch bewegen können.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wegnahme der Preßkraft auf den inneren Zylinder sich der innere Zylinder in Richtung der Dehnung der Feder bewegt, so

•jo daß er die Kugeln in Richtung auf die Betätigungsstange belastet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelabstützung (128) in dem Preßteil in Eingriff mit dem vergrößerten Teil und die Kugelabstützung (129) in dem Lamellenträger in Eingriff mit dem Teil mit mittleren Durchmesser der Betätigungsstange (138) steht.