DE3412195C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Bewickeln von zwei- und mehrpoligen Gleichstromankern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 (CH-PS 3 63 406).

Bei Anwendung der heute zur Verfügung stehenden elektroni­ schen Steuerungen können im Prinzip alle erforderlichen Bewegungsabläufe für das vollautomatische Bewickeln von Gleichstromankern in zwei- und mehrpoliger Ausführung rea­ lisiert werden. Jedoch wird bisher der Vorgang des Abiso­ lierens der im Kommutator zu verschaltenden Drahtenden bzw. Drahtstrecken noch nicht beherrscht.

Man kennt im wesentlichen drei praktizierbare Methoden zum Abisolieren. Bei der einen Methode wird die Isolation mit rotierenden Messern eines Handgerätes vom Drahtende ge­ schabt. Dabei kann aber pro Gerät immer nur ein Draht ab­ isoliert werden, und zwar auch nur ein Drahtende, so daß Strecken von fortlaufenden Drähten nicht bearbeitet werden können. Außerdem ist ein Einbau solcher Geräte in Wickel­ maschinen aus Platzgründen nicht möglich, da die automa­ tischen Maschinen mehrere Pralleldrähte verarbeiten müssen und die Größe der Geräte sowie die erforderlichen Teile für die Energiezufuhr einen Einbau auf engstem Raum nicht zulassen.

Bei der zweiten Methode wird die Isolation durch mehrere rotierende Bürsten vom Draht entfernt. Dieses Verfahren läßt sich allerdings bei dünnen Runddrähten unter etwa 1,0 mm nicht mehr anwenden. Außerdem würde ein stationärer Einbau dieser mit Bürsten arbeitenden Vorrichtungen zu den schon im Zusammenhang mit der vorher erwähnten Methode beschriebenen Nachteilen führen und im übrigen noch zur Folge haben, daß der Draht oder die Drähte immer an der gleichen Stelle und in der gleichen Lage durch die Bürsten geführt werden. Dies führt dazu, daß die Bürsten nach kurzer Zeit an der betreffenden Stelle einlaufen und abgenutzt werden, so daß dann eine ein­ wandfreie Abisolierung nicht mehr gewährleistet ist.

Bei der dritten Methode wird ein Strahlgebläse zum Abisolieren verwendet. Dabei ist es auch bekannt, mehrere Düsen mit ihren Mündungen aufeinanderzu auszurichten und die abzuisolierende Drahtstrecke zwischen ihnen zu haltern (vgl. Elektrie, Heft 5, 1982, Seiten 35 bis 38).

In der CH-PS 3 63 406 ist eine Vorrichtung zum Bewickeln eines Ankers beschrieben, die auch mit einer Abisolier­ vorrichtung für die Wickeldrähte sowie mit einer Lötvor­ richtung versehen ist. Abgesehen davon, daß diese Vorrich­ tung sehr zeitraubend arbeitet, indem nach jedem Abisolier­ vorgang ein Lötvorgang stattfindet, führt die Abisolier­ vorrichtung ihre Arbeit an dem Ende der gerade vom Anker kommenden Wickeldrähte aus, d. h. die Wickeldrähte werden jedesmal vorher getrennt, was die Gesamtwickelzeit eben­ falls verlängert.

Im übrigen bestehen noch folgende allgemeine Probleme. Das Abisolieren sollte so nahe wie möglich an der Stelle des zu bewickelnden Ankers erfolgen, an der die abisolierte Drahtstrecke plaziert werden soll, da sonst die Gefahr be­ steht, daß diese Strecke beim Umlegen des Drahtes nicht ge­ nau in den zugeordneten Kommutatorlamellenschlitz gelangt und ggf. Kurzschlüsse entstehen. Weiterhin müssen bis zu vier endlose und parallele Runddrähte einwandfrei an be­ stimmten Stellen auf einer Länge von etwa 10 mm metallisch sauber abisoliert und die dabei anfallenden Isolierstoff­ teile zur Vermeidung von Verschmutzungen abgeführt werden.

Zur Beseitigung der aufgezeigten Nachteile besteht die Auf­ gabe der Erfindung in der Verbesserung einer Maschine der einleitend angeführten Art dahingehend, daß der endlose Wickeldraht auf bestimmten Strecken nahe der Einlegestellen maschinell im Zuge des Wickelns einwandfrei abisoliert werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Maschine zum Bewickeln von zwei- und mehrpoligen Gleichstromankern mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Mit dieser Lösung ist es möglich, Anker für Gleichstrommo­ toren mit endlosen und auch sehr dünnen Einzeldrähten oder Paralleldrähten vollautomatisch und einwandfrei zu bewickeln, weil die Drähte zur Schaffung ihrer abisolierten Stellen auf dementsprechenden Zwischenstrecken abisoliert werden. Die Wickeldrähte werden nach jedem Spulenwickelungsvorgang an den vorbestimmten, in die Kommutatorschlitze einzubrin­ genden Zwischenstrecken automatisch abisoliert, ohne daß sie vorher durchtrennt werden müssen, und dann funktions­ gerecht in die Kommutatorschlitze eingebracht, woran sich dann der nächste Spulenwicklungsvorgang anschließt. Das Abisolieren selbst ist sehr gründlich und es ist ferner gewährleistet, daß die abisolierten Isolierstoffteilchen sicher abgeführt werden, so daß die Zwischenstrecken danach metallisch sauber sind und somit einwandfrei mit dem Kommu­ tatorbund verlötet werden können. Weiterhin kann das Ab­ isolieren in dichter Nähe zu den Kommutatorschlitzen durch­ geführt werden, da die erfindungsgemäße Abisoliervorrich­ tung wenig Platz beansprucht und in der Wickelmaschine zwecks Erzielung einer kompakten Bauweise leicht installiert werden kann. Außerdem ist der Vorgang des Abisolierens schneller als bisher durchführbar, so daß auch der Zeitauf­ wand für das Bewickeln von Gleichstromankern erheblich verkürzt ist. Die erfindungsgemäß ausgebildete Abisolier­ vorrichtung arbeitet auch dann einwandfrei, wenn mehrere Paralleldrähte abzuisolieren sind.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 das nur teilweise gezeigte Ausführungsbeispiel in Arbeitsstellung für das Abisolieren eines doppel­ ten Paralleldrahtes in Aufsicht,

Fig. 2 das ausführlicher gezeigte Ausführungsbeispiel in geöffneter Stellung und in Seitenansicht,

Fig. 3 das Ausführungsbeispiel in geschlossener Stellung und in Seitenansicht beim Abisolieren des doppel­ ten Paralleldrahtes.

In den Zeichnungen ist die fragliche Wickelmaschine nur inso­ weit dargestellt, wie es für die Erläuterung ihrer hier vor­ geschlagenen Weiterbildung erforderlich ist.

In Fig. 1 ist der Wickel- und Abisoliervorgang schematisch verdeutlicht. Hierzu sind der zu bewickelnde Gleichstrommotor- Anker 1 und der erforderliche Kommutator 2, die beide auf der gemeinsamen Welle 3 sitzen, mit Hilfe eines Hilfswickelwerk­ zeuges 4 zwischen den üblichen Einspannspitzen 5 der Wickelma­ schine intermittierend drehantreibbar gelagert. Der Kommutator 2 weist ankerseitig den üblichen, mit Radialschlitzen 6 ver­ sehenen Bund 7 auf, dem eine gemäß dem Doppelpfeil 8 vorschieb- und zurückziehbare Eindrückleiste 9 zugeordnet ist, die außer­ dem gemäß dem Doppelpfeil 10 bewegt wird, um eine abisolierte, in den vorbestimmten Radialschlitz 6 eingelegte Drahtstrecke bzw. Drahtstrecken dort in eine genaue und im wesentlichen unveränderliche Position zu bringen. Von der eigentlichen Wickelvorrichtung zeigt Fig. 1 nur den üblichen Wickelfinger 11, der in den beiden Endstellungen beim Wickeln einer Spule dargestellt ist. Die strichpunktiert gezeichnete Stellung des Fingers 11 ist seine Anfangsstellung, während die ausgezogen gezeichnete Stellung seine Stellung nach dem Wickeln einer Spule ist.

Eine Abisoliervorrichtung 12 in Form eines mit körnigem Strahl­ mittel, z. B. Stahlkies, betriebenen Strahlgebläses ist zwi­ schen einer sich sehr nahe am Bund 7 des Kommutators 6 befind­ lichen Arbeitsstellung 13 und einer zurückgezogenen Ruhestel­ lung 14 programmgemäß gesteuert mittels eines Kraftantriebes (nicht gezeigt) hin- und herbewegbar.

Fig. 1 verdeutlicht weiter das Wickeln der ersten, aus zwei Drähten 15, 16 bestehenden Spule. Die beiden Drähte werden an einem der Haltestifte 4 a des Hilfswerkzeuges 4 befestigt und straff gespannt, wobei sich der Finger 11 in strichpunktierter Stellung befindet. Die Abisoliervorrichtung 12 fährt dann in die Arbeitsstellung 13 und isoliert dort die beiden Drähte 15, 16 durch Strahlung ab, wie noch näher erläutert ist, und fährt dann in die Ruhestellung 14 zurück. Mit üblichen Hilfs­ werkzeugen und Techniken, die nicht Gegenstand der Erfindung sind, wird dann die abisolierte Strecke der beiden Drähte in den vorbestimmten Schlitz 6 des Kommutators 7 eingebracht und mittels der Leiste 9 nachgedrückt. Es folgt dann auf übliche Weise das Wickeln der Spule im Anker 1, wonach sich der Finger 11 in der ausgezogen gezeichneten Stellung befin­ det, in der die nun vom Anker ankommenden Drähte 15, 16 wie­ derum so verlaufen, daß sich die abzuisolierende Strecke der beiden Drähte genau im Arbeitsbereich der Abisoliervor­ richtung 12 befindet. Die Vorrichtung 12 fährt nun wieder in ihre Arbeitsstellung, isoliert dort ab und fährt danach wieder zurück. Dann werden die beiden abisolierten Strecken wie erwähnt in den vorbestimmten Kommutatorschlitz 6 eingebracht, wonach die beiden endlosen Drähte lediglich um einen weiteren Haltestift 4 a geschlungen werden und der Wickelfinger 11 un­ ter gewisser Spannung der Drähte wieder in seine strichpunktiert gezeichnete Stellung verfährt. Die Vorrichtung 12 fährt dann wieder zu einem neuen Arbeitszyklus vor.

Es sei betont, daß die abzuisolierenden Drahtstrecken auf ge­ wünschter Länge, die z. B. 10 mm beträgt, genau abisoliert werden können und daß diese Strecken so genau in die Kommuta­ torschlitze 6 eingebracht werden können, daß beim späteren Verlötungsvorgang ankerseitig nicht die Gefahr von Kurzschluß­ möglichkeiten gegeben ist. Gegebenenfalls werden beim automatischen Abisolieren und Einbringen der fraglichen Drahtstrecken Kor­ rekturen hinsichtlich der Lage der abisolierten Strecken vorgenommen, wobei die Korrekturen ebenfalls automatisch erfaßt und durchgeführt werden.

Im einzelnen umfaßt die vorgeschlagene Abisoliervorrichtung 12 ein geteiltes, für den Abisoliervorgang verschließbares Gehäuse 17 aus einem oberen schachtförmigen Gehäuseteil 17 a und aus einem unteren schachtförmigen Gehäuseteil 17 b. Diese Gehäuseteile bilden Strahlkammerhälften, in denen gemäß den Fig. 2 und 3 je eine Strahldüse 18 bzw. 19 für das erwähnte körnige Strahlmittel vorgesehen ist. Es können jedoch auch mehrere Düsen in jedem Schacht vorgesehen sein, die in der ge­ meinsamen Strahlkammer untergebracht sind. Die Düsen sind jeweils in ihren Gehäuseteilen so angeordnet, daß ihre Mündungen auf denjenigen Bereich in der Teilungsebene des Gehäuses 17 ausgerichtet sind, durch den der oder die abzu­ isolierenden Wickeldrähte bei geschlossenem Gehäuse verläuft bzw. verlaufen (Fig. 3).

Die Düsen 18, 19 in den Gehäuseteilen 17 a, 17 b sind an mit den Gehäuseteilen verbundenen Mischkammern 20 bzw. 21 ange­ schlossen, wobei jede Mischkammer einen Anschluß 22 für den in an sich bekannter Weise zugeführten Stahlkies und einen Anschluß 23 für die Druckluftzufuhr aufweist. In den Misch­ kammern erhält der Stahlkies unter Ausnutzung des Injektor­ prinzips seine Arbeitsenergie. Die Mischkammern 20, 21 bzw. die Düsen 18, 19 können abwechselnd oder gleichzeitig mit Druckluft beaufschlagt werden. Die Luftdrücke werden dabei unterschiedlich gewählt, so daß verhindert wird, daß sich an den Düsen und/oder in der Strahlkammer der Gehäuseteile 17 a, 17 b Rückstände ablagern, die das sichere Abisolieren gefährden könnten. Die Luftdruckunterschiede müssen so ge­ wählt sein, daß ein Eindringen von Stahlkies bzw. Strahl­ mittel in die Mündung der jeweils mit dem niedrigeren druck­ betriebenen Düse verhindert ist. Die im allgemeinen angewen­ deten Luftdrücke betragen etwa 4 bis 10 bar, vorzugsweise 6 bis 8 bar.

Am unteren Gehäuseteil 17 b ist eine Rückführleitung 24 ange­ schlossen, mit der das aus den Düsen 18, 19 ausgetretene Strahlmittel einschließlich der ausgetretenen Druckluft und des abisolierten Isolierstoffes abgesaugt wird. Falls er­ forderlich, kann zusätzlich am oberen Gehäuseteil 17 a eine Spülleitung 25 in das Gehäuse 17 einmünden, um alle Rück­ stände nach jedem Abisoliervorgang wirklich vollständig zu entfernen. Das Gehäuse 17 öffnet erst, wenn alles abgesaugt ist.

Jedes Gehäuseteil 17 a, 17 b ist über je einen Arm 26 an einem gemäß dem Doppelpfeil 27 mittels eines üblichen Kraftzylinders 28 hin- und herbewegbaren Gestell 29 angelenkt. Ein Öffnungs- und Schließzylinder 30 des Gestells greift an dem als Winkel­ arm ausgebildeten oberen Arm 26 an und verschwenkt so das obere Gehäuseteil 17 a. Über eine einfache Bewegungsübertra­ gungseinrichtung 31 gemäß Fig. 2 wird auch auf das untere Gehäuseteil 17 b eine Schwenkbewegung übertragen und dieses Gehäuseteil demgemäß mitverschwenkt.

Wenigstens eines der Gehäuseteile ist im Bereich der genann­ ten Teilungsebene des Gehäuses 17 mit einer elastischen Dich­ tung 32 versehen.

Das erwähnte Strahlmittel, insbesondere Stahlkies, läuft vor­ zugsweise in einem geschlossenen Kreislauf um, wozu übliche Mittel und Einrichtungen verwendet werden. Dieser Kreislauf enthält vorteilhafterweise auch eine Trenneinrichtung bzw. ist so ausgestaltet, daß die von dem oder den Wickeldrähten entfernten Isolierstoffteile vom Stahlkies oder dergleichen abgetrennt werden, so daß den Strahldüsen 18, 19 wieder ge­ reinigter Stahlkies zugeführt wird.

Fig. 3 zeigt die vorstehend beschriebene Abisoliervorrichtung 12 in Funktion. Man sieht, wie die beiden zwischen den Dichtungen 32 des geschlossenen Gehäuses 17 abgedichtet gehaltenen Drähte 15, 16 von den Stahlkiesstrahlen 33 von zwei Seiten getroffen und da­ bei metallisch sauber abisoliert werden.

Obwohl vorstehend Stahlkies als Strahlmittel als bevorzugt angewendet beschrieben ist, ist es klar, daß auch andere Strahlmittel mit mechanisch abtragender Wirkung angewendet werden können.

Claims (7)

1. Maschine zum Bewickeln von zwei- oder mehrpoligen Gleich­ stromankern, mit einem Wickelwerkzeug, das den isolierten elektrischen Wickeldraht unter Bildung von Spulen automatisch in isolierte Nuten des Ankers einlegt, wobei die in Schlitze in den Lamellen eines Kommutators einzubringenden Strecken des Wickel­ drahtes zunächst durch eine an der Maschine montierte Abi­ soliervorrichtung von der Isolation befreit und danach in die genannten Schlitze eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abisoliervorrichtung (12) aus einem Strahlgebläse mit wenigstens zwei sich gegenüberliegenden Strahldüsen (18, 19) für das Strahlmittel besteht, daß das Strahlgebläse ein geteiltes, in der Teilungsebene zwecks Aufnahme einer dort zu halternden, abzuisolierenden Zwischenstrecke des Wickeldrahtes zu öffnendes und zu schließendes Gehäuse (17; 17 a, 17 b) um­ faßt und daß das Strahlgebläse zwischen einer nahe dem mit der abisolierten Zwischenstrecke des Wickeldrahtes zu ver­ sehenden Lamellenschlitz (6) des Kommutators (2) gelegenen Arbeitsstellung (13) und einer davon zurückgezogenen Ruhe­ stellung (14) hin- und herbewegbar ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden als Schächte ausgebildeten, eine Strahlkammer bildenden Gehäuseteile (17 a, 17 b) zum Öffnen und Schlie­ ßen des Gehäuses (17) verschwenkbar gelagert sind.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der beiden Gehäuseteile (17 a, 17 b) im Bereich der genannten Teilungsebene mit einer elasti­ schen Dichtung (32) versehen ist.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Strahlmittel aus Stahlkies be­ steht und in einem geschlossenen Kreislauf umläuft.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (18, 19) in dem Gehäuse (17) abwechselnd an unterschiedlich hohe Luft­ drücke anschließbar sind.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (18, 19) gleichzeitig an verschieden hohe Drücke anschließbar sind, derart, daß das Eindrin­ gen von Strahlmittel in die Mündung der jeweils mit dem niedrigeren Druck beaufschlagten Düse verhindert ist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Gehäuse (17) eine Einrichtung (24) zum Abführen des von den Düsen abgegebenen Strahlmit­ tels und der vom Wickeldraht abgetrennten Isolierstoff­ teile angeschlossen ist.