DE3422933C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Überbegriffs des Patentanspruchs 1.

Ein Verfahren dieser Art ist aus der EP-OS 72 538 bekannt. Bei diesem Verfahren wird als Endprodukt eine Ankerwicklung für einen flachen Elektromotor mit Axialluftspalt erhalten, bei der die einzelnen Spulen nicht an den Haken eines Kommutators befestigt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der angegebenen Art zu schaffen, mit dem die Spulen für die Ankerwicklung um einen Kommutator herum angeordnet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der angegebenen Art gelöst, das die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zum einen ein Drehtisch eingesetzt, in dessen Mitte ein mit Haken versehener Kommutator angeordnet ist. Zum anderen wird die umlaufende Düse so bewegt, daß nach Fertigstellung der Spule der Draht so geführt wird, daß die jeweilige Spule am Haken des Kommutators befestigt wird. Dies wird durch einen speziellen Bewegungsablauf der umlaufenden Düse erreicht.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch auf die DE-AS 16 38 248 verwiesen, aus der ein Verfahren zur Herstellung einer Ankerwicklung für einen flachen Elektromotor bekannt ist, bei welchem in der Mitte des Drehtisches ein mit Haken versehener Kommutator angeordnet ist, bei dem eine einen Draht abgebende Düse nach Herstellung einer Spule in einer Richtung parallel zur Rotationsebene (der Wicklung) bewegt wird, wobei der von der Düse gehaltene Drahtabschnitt in den Hakenbereich geführt wird, und bei dem die Düse sodann in der entgegengesetzten Richtung bewegt wird, derart, daß der Drahtabschnitt am Haken befestigt wird. Bei diesem bekannten Verfahren findet jedoch keine umlaufende Düse Verwendung, die sich eine vorgegebene Anzahl von Malen um einen speziellen, über dem Drehtisch angeordneten Spulenkörper bewegt und auf diesem eine Spule herstellt, die dann auf den Drehtisch gedrückt wird. Vielmehr findet hierbei auch der Wicklungsvorgang selbst auf dem Drehtisch statt.

Aus der US-PS 40 52 783 ist es bei einem Motor mit zylindrischem Luftspalt bereits bekannt, den von der Düse gehaltenen Drahtabschnitt aufzufangen und in den Hakenbereich zu führen.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein mit einem Klebemittelüberzug versehener Draht verwendet, und die Ankerwicklung wird nach dem Wickeln erhitzt. Hierdurch wird eine Stabilisierung der Ankerwicklung erreicht.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der vorstehend wiedergegebenen Art. Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 3 gekennzeichnet.

Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen gehen aus den Unteransprüchen 4 und 5 hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer Ankerwicklung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung der Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockdiagramm der Steuerung der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 4 eine Darstellung des Zustandes, in dem ein Kommutator auf einem Drehtisch montiert worden ist;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Hauptteiles der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise eines Hauptteiles der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Spulenkörpers;

Fig. 8A und 8B schematische Darstellungen des Spulenkörpers und einer Heizplatte;

Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung des von der Vorrichtung durchgeführten Wickelvorganges;

Fig. 10 eine Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise des Drehtisches und einer Schneideeinrichtung;

Fig. 11 eine Darstellung, die einen Positionserfassungsabschnitt und einen Drehzahlerfassungsabschnitt zeigt;

Fig. 12A und 12B ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der Vorrichtung;

Fig. 13 ein zeitliches Ablaufdiagramm in bezug auf die Funktionsweise der Vorrichtung; und

Fig. 14 eine schematische Ansicht einer Ankerwicklung, die von der Vorrichtung hergestellt worden ist.

In den Fig. 1-11 ist ein typisches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung einer Ankerwicklung für einen flachen Elektromotor mit Axialluftspalt dargestellt. Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerschaltung für die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zeigt.

In Verbindung mit der Zeichnung wird nachfolgend die Funktionsweise von verschiedenen Teilen der Vorrichtung zur Herstellung der Ankerwicklung erläutert.

Die in Fig. 3 gezeigte Steuerschaltung 50 ist an einem in Fig. 1 gezeigten Rahmen 24 befestigt und umfaßt eine zentrale Prozeßeinheit (CPU) 52, einen RAM 54, ROM 56, eine Eingangsschaltung 58 und eine Ausgangsschaltung 59. Die Eingangsschaltung 58 empfängt ein von einem Positionssensor 66 erzeugtes Impulssignal und ein von einem programmierbaren Zähler 71, der mit einem Drehzahlsensor 70 in Verbindung steht, erzeugten Signal. Beide Sensoren sind in Fig. 1 gezeigt. Die Ausgangsschaltung 59 beaufschlagt eine Motorsteuereinheit 62, die einen in Fig. 1 gezeigten Induktionsmotor 60 steuert, mit einem Steuersignal und legt ein Impulssignal einer vorgegebenen Frequenz an einen Synchronmotor 4 an, der ebenfalls in Fig. 1 gezeigt ist. Ferner legt die Ausgangsschaltung 59 ein Steuersignal jeweils an einen Luftdruckzylinder 7, 15, 16, 34, 36, 49, 80, 94, 102 und 104 an, um den Antrieb für den Kolben und die Kolbenstange eines jeden Luftdruckzylinders zu steuern. Die CPU 52 bewirkt, daß die Ausgangsschaltung 59 Signale auf der Basis des an die Eingangsschaltung 58 angelegten Signales und der im RAM 54 gespeicherten Daten in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Programm, das im ROM 56 gespeichert ist, erzeugt. Die CPU 52 und der ROM 56 sind über einen Hauptschalter 53 an eine Gleichstromquelle 51 angeschlossen, während der RAM 54 unmittelbar an die gleiche Gleichstromquelle 51 angeschlossen ist.

Wie man aus den Fig. 1 und 2 entnehmen kann, wird bei Antrieb des Motors 60 über ein Steuersignal von der Motorsteuereinheit 62 eine Welle 72 in Drehungen versetzt, so daß eine an einer Welle 13 montierte Riemenscheibe 74 über einen Riemen 37 gedreht wird. Wenn die Welle 13 gedreht wird, wird eine daran montierte Drehscheibe 17 gedreht. Eine Düse 18 ist an der Welle 13 montiert. Zwei Drehscheiben 64 und 68 sind ebenfalls an der Welle 13 befestigt. Ein Winkelpositionssensor 66 und der Drehzahlsensor 70 sind derart an einer Platte 86 montiert, daß sie den Scheiben 64 und 68 gegenüberliegen, wie in Fig. 1 gezeigt. Wie Fig. 11 zeigt, kann es sich bei dem Winkelpositionssensor 66 beispielsweise um einen magnetischen Sensor, beispielsweise einen Reed-Schalter, handeln. Ein Permanentmagnet 65 ist in einer vorgegebenen Position am Umfang der Drehscheibe 64 gegenüber dem Magneten 65 angeordnet. Wenn der Magnet 65 eine Position gegenüber dem Reed-Schalter 66 erreicht, d. h. wenn die Düse 18 eine vorgegebene Position einnimmt, wird der Reed-Schalter 66 somit geschlossen und ein Ausgangsimpuls erzeugt. Bei dem Drehzahlsensor 70 kann es sich beispielsweise um einen Fotosensor handeln, der einen Lichtstrahl abgibt und einen reflektierten Lichtstrahl empfängt. Hierzu ist ein Schlitz 69 auf der nichtmetallischen Drehscheibe 68 gegenüber dem Fotosensor an einer Stelle auf dem Umfang der Scheibe 68 ausgebildet, die im wesentlichen der Position des Permanentmagneten 65 entspricht. In den Schlitz ist ein metallisches Element, beispielsweise aus Aluminium, zur Reflektion des Lichtstrahles eingesetzt. Wenn somit der Schlitz 69 eine Position benachbart zum Sensor 70 erreicht, erzeugt der Drehzahlsensor 70 einen Ausgangsimpuls. Der Sensor 70 erzeugt somit pro Umdrehung der Welle 13, d. h. pro Umlauf der Düse 18, einen Ausgangsimpuls für den Zähler 71, so daß der Inhalt des Zählers 71 die Anzahl der Umläufe der Düse 18 wiedergibt. Der Inhalt des Zählers 71 wird der Eingangsschaltung 58 zugeführt.

Als Draht 42 zur Herstellung der Ankerwicklung findet ein Kupferdraht Verwendung, der mit einem Überzug versehen ist, auf den des weiteren ein hitzehärtendes Klebemittel aufgebracht worden ist. Eine Öffnung 88 ist in der Welle 13 in einem mittleren Abschnitt derselben in Längsrichtung ausgebildet (Fig. 5). Die Öffnung 88 steht mit einer oberen Öffnung der Welle 13 über ein in dieser ausgebildetes Durchgangsloch 89 in Verbindung. Wie Fig. 5 zeigt, ist eine Nut 43 in der Drehscheibe 17 ausgebildet, und ein T-förmiges Lagerelement 19 für die Düse ist gleitend in der Nut 43 angeordnet. Zwei Riemenscheiben 29 sind fest am Element 19 angebracht, das die Düse 18 derart lagert, daß diese durch das Element 19 gleiten kann. Die Düse 18 ist an ihrem oberen Ende mit einem im wesentlichen scheibenförmigen Element 22 und mit einem Durchgangsloch versehen, durch das sich der Draht 42 erstreckt. Der von einem Drahtzuführabschnitt (nicht gezeigt) gelieferte Draht 42 wird über das Durchgangsloch 89 und die Öffnung 88 der Welle 13, ein in der Riemenscheibe 29 ausgebildetes Durchgangsloch und das Durchgangsloch der Düse 18 aus der Öffnung derselben herausgeführt, wie Fig. 5 zeigt.

Ein Element 27 ist an der Drehscheibe 17 befestigt und nimmt gleitend eine Verbindungsstange 26 auf. Die Verbindungsstange 26 ist an einem Ende an das Element 19 und am anderen Ende an ein Element 20 angeschlossen, das gleitend an der Drehscheibe 17 vorgesehen ist. Ein Aufnahmeelement 21 ist an der oberen Fläche des Elementes 20 befestigt. Eine Feder 46 steht mit den entsprechenden Seitenwänden des Elementes 19 und der Drehscheibe 17 in Verbindung und drückt das Element 19 in die Richtung C′, wie in Fig. 5 gezeigt.

Ein Druckelement 23 ist gleitend an der oberen Fläche einer Lagerplatte 25 vorgesehen, die sich an der Unterseite der Drehscheibe 17 befindet. Das Druckelement 23 ist mit seiner Rückseite an einer Kolbenstange 96 des Luftdruckzylinders 94 befestigt, der an der Lagerplatte 25 fest angebracht ist. Das Element 23 ist mit zwei Löchern 97 versehen, die sich von seiner Vorderfläche bis zu seiner hinteren Fläche erstrecken und gleitend zwei Verbindungsstangen 98 aufnehmen. Jede Verbindungsstange 98 ist an einem Ende an ein Element 92 angeschlossen, das fest an der oberen Fläche der Lagerplatte 25 angebracht ist. Wenn daher die Kolbenstange 96 durch den Zylinder 94 in Richtung des Pfeiles D verschoben wird, wird das Druckelement 23 entlang der Verbindungsstange 98 verschoben. Die Welle 13 wird bei einem Schließen des Reed-Schalters 66 gestoppt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Drehscheibe 17 in der in Fig. 5 gezeigten Position, d. h. in der Position, in der das spitze Ende 23 a des Druckelementes 23 dem Aufnahmeelement 21 gegenüberliegt. Wenn daher das Druckelement 23 in Richtung des Pfeiles D verschoben wird, setzt es das Aufnahmeelement 21 so unter Druck, daß das Element 20 in Richtung des Pfeiles C und das Lagerelement 19 in der Nut 43 gegen die von der Feder 46 ausgeübte Zugkraft verschoben wird.

Eine Kolbenstange 35 des Druckluftzylinders 36 ist fest am Druckelement 28 angebracht, wie in Fig. 2 gezeigt.

Das Druckelement 28 ist über dem scheibenförmigen Element 22 und der Nut 43 angeordnet, und der Boden des Elementes 28 besitzt eine Länge, die im wesentlichen der der Nut 43 in Richtung des Pfeiles C entspricht. Wenn daher die Kolbenstange 35 durch den Zylinder 36 abwärts bewegt wird, wird das Druckelement 28 nach unten verschoben, d. h. in Richtung des Pfeiles B, so daß die obere Fläche des Elementes 22 unter Druck gesetzt und die Düse 18 in Richtung des Pfeiles B abwärts bewegt wird. Wenn die Kolbenstange 35 aufwärts verschoben wird, bewegt sich auch das Druckelement 28 nach oben. Da die Düse 18 über eine Feder 90 mit dem Lagerelement 19 verbunden ist, werden die Düse 18 und das Element 22 durch die von der Feder 90 ausgeübte Zugkraft in ihre Ausgangsstellungen nach oben bewegt.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist eine Kolbenstange 84 des Luftdruckzylinders 34 mit einem Ende eines Schwenkarmes 32 verbunden, der so angeordnet ist, daß er die Welle 13 umgibt. Das andere Ende des Armes 32 steht mit einem Ende einer Lagerstange 33 in Verbindung, deren anderes Ende an der Lagerplatte 86 befestigt ist. Vier Stifte 30 sind an ihrem einen Ende mit dem Schwenkarm 32 derart verbunden, daß sie die Welle 13 umgeben und sich entlang derselben erstrecken. Das andere Ende eines jeden Stiftes 30 erstreckt sich durch die Drehscheibe 17 und steht in Kontakt mit der oberen Fläche eines Montageelementes 11 für Herausdrückstifte 10. Das Element 11 besitzt eine Durchgangsbohrung, durch die sich die Welle 13 erstreckt. Zwei Herausdrückstifte 10 sind an ihrem einen Ende mit ihrer unteren Fläche am Element 11 befestigt, und zwar derart, daß sie die Welle 13 umgeben und sich entlang derselben erstrecken. Die anderen Enden der beiden Herausdrückstifte 10 verlaufen durch zwei entsprechend ausgebildete Durchgangsbohrungen in einem zylindrischen Spulenkörper 8 und liegen an der Bodenfläche des Spulenkörpers frei. Der Spulenkörper 8 weist eine weitere Durchgangsbohrung am Mittelpunkt der beiden Durchgangsbohrungen auf, durch die sich die Welle 13 erstreckt. Eine Feder 12 ist um die Welle 13 herum und zwischen dem Element 11 und dem Spulenkörper 8 vorgesehen und mit ihrer Bodenfläche am Element 11 sowie mit ihrem anderen Ende an der oberen Fläche des Spulenkörpers 8 befestigt. Das Element 11 und der Spulenkörper 8 werden daher durch die Welle 13 gelagert und sind relativ zur Drehung der Welle stationär angeordnet. Wenn daher die Kolbenstange 84 in Richtung des Pfeiles E durch den Zylinder 34 abwärts bewegt wird, dreht sich der Arm 32 im Uhrzeigersinn in Fig. 5, so daß die entsprechenden Stifte 30 in Richtung des Pfeiles E abwärts bewegt werden. Das Element 11 wird daher nach unten gegen die Kraft der Feder 12 bewegt und bewirkt, daß die Herausdrückstifte 10 von der Bodenfläche des Spulenkörpers 8 vorstehen.

Wie in Fig. 7 gezeigt, ist ein im wesentlichen eiförmiger Spulenkörperkernabschnitt 9 mit einer Dicke von etwa 0,8 mm fest an der Bodenfläche des Spulenkörpers 8 angebracht. Der Draht 42, der von der Düse 18 zugeführt wird, wird daher um den Kernabschnitt 9 gewickelt, wenn die Düse 18 bei Rotation der Welle 13 um den Spulenkörper 8 umläuft.

Eine Heizplatte 14 ist am spitzen Ende einer von dem Luftdruckzylinder 15 angetriebenen Kolbenstange 118 befestigt, so daß sie in einer Position benachbart zu dem Kernabschnitt 9 des Spulenkörpers und unterhalb von diesem angeordnet ist.

Ein Bolzen 108 ist geringfügig gegenüber der Drehachse der Welle 13 versetzt am Boden des Kernabschnittes 9 des Spulenkörpers befestigt, wie in den Fig. 7, 8A und 8B gezeigt ist. Der Bolzen 108 besitzt einen rechteckigen Schenkelabschnitt 109. Wenn daher die Kolbenstange 118 angetrieben und die Heizplatte 14 zur Unterseite des Kernabschnittes 9 verschoben wird, bewegt sich der Bolzen 108 innerhalb eines Schlitzes 106 und die Heizplatte 14 wird in dem in Fig. 8A gezeigten Zustand gestoppt. In diesem Zustand wird der Bolzen 108 durch die Heizplatte 14 an einer Drehung gehindert, so daß eine Drehung des Spulenkörpers 8 verhindert wird.

Wie man Fig. 1 entnehmen kann, ist eine mit einem Schlitz 78 versehene Scheibe 76 an der oberen Fläche der Riemenscheibe 74 befestigt. Eine von dem Zylinder 80 angetriebene Kolbenstange 82 ist gegenüber der Scheibe 76 angeordnet. Wenn die Kolbenstange 82 vom Zylinder 80 angetrieben wird, bewegt sie sich in Richtung des Pfeiles G, so daß ihr spitzes Ende mit dem Schlitz 78 in Eingriff tritt, um die Riemenscheibe 74 zu fixieren. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die Düse 18 und das Aufnahmeelement 21 in der in Fig. 5 gezeigten Relativstellung, so daß der Permanentmagnet 65 und der Reed- Schalter 66 einander gegenüberliegen und der Reed- Schalter 66 geschlossen ist. Die Kolbenstange 82 wird daher zur Einstellung der Welle 13 in einer vorgegebenen Winkellage benutzt, wenn mit dem Wickelvorgang der Ankerwicklung begonnen wird.

Wie die Fig. 2 und 5 zeigen, ist ein Schlitz 114 in der Seitenfläche des Spulenkörpers 8 ausgebildet, und eine von dem Zylinder 16 angetriebene Kolbenstange 116 ist gegenüber dem Schlitz 114 vorgesehen. Wenn daher die Kolbenstange 118 angetrieben wird und sich in Richtung des Pfeiles F (Fig. 5) bewegt, tritt sie mit dem Schlitz 114 zur Fixierung des Spulenkörpers 8 in Eingriff. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Spulenkörper 8 in einer Position, in der der Bolzen 108 durch den Schlitz 106 der Heizplatte 14 positioniert wird. Die Kolbenstange 116 wird daher dazu verwendet, um eine Verschiebung des Spulenkörpers 8 aus seiner Winkellage heraus beim Beginn und der Beendigung des Wickelvorganges einer jeden Spule der Ankerwicklung zu verhindern.

Eine Kolbenstange 44 ist im wesentlichen in der gleichen Ebene wie die Heizplatte 14 angeordnet, wie die Fig. 1, 5 und 6 zeigen. Wenn die Kolbenstange 44 durch den Zylinder 49 angetrieben wird, bewegt sie sich in Richtung des Pfeiles H (Fig. 5) und kommt in eine Lage benachbart zu einem Kommutator 40, um den aus der Öffnung der Düse 18 austretenden Draht 42 aufzufangen (Fig. 6).

Wie die Fig. 5 und 10 zeigen, ist eine Schneideeinrichtung 100 benachbart zu einem Drehtisch 1 so angeordnet, daß sie von dem Zylinder 102 in der Richtung I verschoben werden kann. Ein Schneidabschnitt 101 und ein Halteabschnitt 103 der Schneideinrichtung 100 werden von dem Zylinder 104 betätigt, um den Draht 42 zu zerschneiden und diesen zu halten.

Wie die Fig. 1, 4 und 6 zeigen, besitzt der zylindrische Kommutator 40 eine Vielzahl, beispielsweise 20, von Kommutatorsegmenten an seinem Umfang, wobei jedes dieser Kommutatorsegmente an seinem unteren Abschnitt mit einem Haken 39 versehen ist. Eine Welle 41 erstreckt sich in Axialrichtung durch den Kommutator 40 an seinem mittleren Abschnitt, so daß der Kommutator zusammen mit der Welle 41 gedreht wird. Die Welle 41 ist in eine Welle 112 des Drehtisches 1 fest eingesetzt, so daß der Kommutator 40 zusammen mit der Welle 112 gedreht wird.

Der Drehtisch 1 ist koaxial an der Welle 112 befestigt und mit einer Vielzahl von, beispielsweise 20, in gleichen Abständen angeordneten Stiften 2 in den Umfangsabschnitten seiner oberen Fläche versehen. Die Welle 112 besitzt koaxial dazu ein Zahnrad 5, das mit einem Zahnrad 6 kämmt, welches koaxial an der Welle des Motors 4 angeordnet ist.

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Motor 4 am Ende einer Kolbenstange 110 angeordnet, die in Richtung des Pfeiles J durch den Zylinder 7 angetrieben wird, so daß sie zusammen mit der Verschiebung der Kolbenstange 110 in Richtung des Pfeiles J verschoben wird. Zur gleichen Zeit mit der Verschiebung der Kolbenstange 10 werden ein an einem Gehäuse des Motors 4 befestigter Tisch 113 und die schwenkbar am Tisch 113 gelagerte Welle 112 zusammen als Einheit verschoben.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Vorrichtung zur Herstellung einer Ankerwicklung eines flachen Elektromotors mit Axialluftspalt unter Verwendung der Ablaufdiagramme der Fig. 12A und 13B erläutert.

Beim Einschalten des Hauptschalters 53 wird die Steuerschaltung 50 der Fig. 3 in Betrieb gesetzt, und die CPU 52 wird in Übereinstimmung mit den in den Fig. 12A und 12B dargestellten Ablaufdiagrammen auf der Basis eines im ROM 58 gespeicherten vorgegebenen Programmes betätigt.

Es sei davon ausgegangen, daß beispielsweise eine Ankerwicklung mit 20 Spulen, die jeweils 30 Windungen aufweisen, hergestellt werden soll. Hierzu wird der programmierbare Zähler 71 anfangs so eingestellt, daß er sich automatisch zurückstellt, wenn die entsprechende Zählung 30 erreicht ist. Der Zähler im RAM 54 wird auf 20 eingestellt, was der Anzahl der Spulen entspricht.

Danach wird das aus der Öffnung der Düse 18 austretende vordere Ende des Drahtes 42 manuell zwischen den Halteabschnitt 103 der Schneideeinrichtung 100 geführt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der entsprechende Zylinder 104 in seinem Außerbetriebszustand, so daß der Halteabschnitt 103 manuell betätigt wird, um den Draht 42 einzuklemmen. Als nächstes wird der Kommutator 41 in die Welle 112 des Drehtisches 1 eingesetzt und gehaltert, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich der Motor 4 und der Drehtisch 1 in der durch gestrichelte Linien in Fig. 1 und 10 angedeuteten Lage. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Kolbenstange 118 des Zylinders 15 in ihrem ausgefahrenen Zustand, und der Bolzen 108 befindet sich mit dem Schlitz 106 der Heizplatte 14 in Eingriff.

Danach wird die Riemenscheibe 74 manuell bewegt, so daß der Reed-Schalter 66 gegenüber dem Magneten 65 zu liegen kommt, wie in Fig. 1 gezeigt, so daß der Schalter geschlossen wird. Somit sind die Düse 18, die Drehscheibe 17, das Druckelement 23 etc. in dem in Fig. 5 dargestellten Zustand angeordnet.

Wenn der Hauptschalter 53 als nächstes geschlossen wird, wird der Wicklungsvorgang automatisch von der Steuerschaltung 50 begonnen. Nach dem Einschalten des Hauptschalters 53 wird in Schritt 202 eine Überprüfung durchgeführt, ob die Ausgangsbedingungen erfüllt worden sind oder nicht. Es wird hierbei überprüft, ob der Reed- Schalter 66 geschlossen ist und sich alle Luftdruckzylinder in ihrer Außerbetriebstellung befinden oder nicht. Wenn diese Ausgangsbedingungen erfüllt sind, wird zu Schritt 204 vorgerückt. Wenn die Bedingungen nicht erfüllt sind, wird der Schritt 202 wiederholt, bis die Bedingungen erfüllt sind.

In Schritt 204 wird ein Steuersignal von der Ausgangsschaltung 60 erzeugt und an den Zylinder 7 angelegt, um die Kolbenstange 110 in Richtung J (Fig. 1 und 10) zu verschieben und den Drehtisch 1 in einer Position benachbart zum Spulenkörper 8 einzustellen.

In den nächsten Schritten 208-218 wird der Vorgang zum Befestigen des Stranges 42 auf dem Haken 39 des Kommutators durchgeführt. Zuerst wird der Zylinder 36 angetrieben, um die Kolbenstange 35 herabzubewegen und die Düse 18 aus der Position 1 in die Position 2 abzusenken, wie in Fig. 6 gezeigt (Schritt 206).

Danach wird in Schritt 208 der Zylinder 94 (Fig. 5) angetrieben, um das Druckelement 23 zu verschieben und dadurch das Düsenlagerelement 19 in Richtung des Pfeiles C und somit die Düse 18 parallel dazu aus ihrer Position 2 in die Position 3 in Fig. 5 zu bewegen.

Als nächstes wird in Schritt 210 der Zylinder 49 angetrieben, um die Kolbenstange 44 in Richtung des Pfeiles H zu bewegen und den aus der Öffnung der Düse 18 heraustretenden Draht auf das Ende der Kolbenstange 44 zu haken, wie in Fig. 6 gezeigt.

Danach wird der Zylinder 36 außer Betrieb gesetzt, um die Düse 18 aus der Position 3 in die Position 4 in Fig. 6 (Schritt 212) nach oben zu verschieben, wird der Zylinder 94 außer Betrieb gesetzt, um die Düse 18 aus der Position 4 in die Position 1 parallel zu bewegen (Schritt 214), und wird wieder der Zylinder 36 angetrieben, um die Düse 18 von der Position 1 in die Position 2 nach unten zu bewegen (Schritt 216). Somit wird der vom Ende der Kolbenstange 44 eingefangene Draht 42 an dem entsprechenden Haken 39 l befestigt (Fig. 9).

Danach wird in Schritt 218 der Zylinder 49 außer Betrieb gesetzt, um die Kolbenstange 44 in ihre Ausgangsstellung zurückzuführen. Somit wird nach Beendigung der Befestigung des Drahtes 42 am Haken 39 l, wie in Schritt I von Fig. 9 gezeigt, im Schritt 220 der Motor 4 durch das Steuersignal von der Ausgangsschaltung 59 angetrieben, um den Drehtisch 1 um

zu drehen. n ist hierbei die Anzahl der Spulen (in diesem Fall beträgt n 20). Der Draht 42 wird daher um 162° um den Kommutator geführt, wie in Schritt II in Fig. 9 gezeigt. Wenn man voraussetzt, daß die Zahl der Spulen für die Ankerwicklung 20 beträgt, sind diese Spulen in einem Winkelmaß von 18° im Abstand voneinander angeordnet. Somit entspricht ein Weg von 162° neun Spulen.

Danach wird der Zylinder 104 außer Betrieb gesetzt, um den Draht 42 aus seinem von dem Halteabschnitt 103 gehaltenen Zustand freizugeben (Schritt 224).

In den Schritten 228-236 wird dann die Spule 47 mit 30 Windungen gewickelt. In Schritt 22 führt erst die Ausgangsschaltung 59 ein Signal der Heizeinrichtung 14 zu, um diese in Betrieb zu setzen. In Schritt 228 überträgt die Ausgangsschaltung 59 ein Steuersignal auf die Motorsteuereinheit 62, um den Motor 60 anzutreiben. Wenn der Motor 60 angetrieben wird, wird die Welle 13 gedreht, so daß sich die Düse 18 um den Spulenkörper 8 dreht und der Draht 42 um den Spulenkörperkernabschnitt 9 zwischen der Heizplatte 14 und der Bodenfläche des Spulenkörpers 8 gewickelt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden der Spulenkörper 8 und der Spulenkörperkernabschnitt 9 durch die Heizplatte 14 fixiert, so daß sie sich in Ruhe befinden. Ein Ausgangsimpuls des Sensors 70 wird bei jeder Umdrehung der Welle 13 an den Zähler 71 angelegt und von diesem gezählt. Der Inhalt m des Zählers 41 wird über die Eingangsschaltung 58 von der CPU 52 gelesen und überprüft, ob m 28 ist oder nicht (Schritt 230). Wenn m=28 erreicht ist, führt die CPU 52 einen Verzögerungsbefehl der Motorsteuereinheit 62 zu, um den Motor 60 auf eine trägheitsfreie niedrige Drehzahl abzubremsen (Schritt 232). Danach wird überprüft, ob m 30 ist oder nicht (Schritt 234). Wenn m 30 erreicht ist, wird der Motor 60 gestoppt (Schritt 236). Der Zähler 71 wird automatisch gestoppt, wenn m = 30 erreicht ist. Danach wird der Luftdruckzylinder 80 angetrieben, um die Kolbenstange 82 in der Richtung G (Fig. 1) zu verschieben und das Ende der Kolbenstange mit dem Schlitz 78 in Eingriff zu bringen (Schritt 238). Somit werden die Düse 18 und die Drehscheibe 17 zwangsweise in ihre richtigen Winkellagen gebracht, wie in Fig. 5 gezeigt. In diesem Zustand ist der Draht 42 dreißigmal flach um den Spulenkörperkernabschnitt 9 gewickelt und über die Heizplatte 14 erhitzt worden, so daß das auf die Oberfläche des Drahtes 42 aufgebrachte Klebemittel geschmolzen ist und benachbarte Abschnitte des Drahtes 42 zur Ausbildung einer flachen Spule miteinander verbunden worden sind. Es ist somit eine Spule 47 a hergestellt worden, wie in Schritt III in Fig. 9 gezeigt.

Als nächstes wird zu Schritt 242 in Fig. 12B vorgerückt, in dem der Luftdruckzylinder 16 (Fig. 6 und 2) angetrieben wird, um die Kolbenstange 116 mit dem Schlitz 114 des Spulenkörperkernabschnittes 9 in Eingriff zu bringen und dadurch den Spulenkörper 8 über die Kolbenstange 116 anstelle der Heizplatte zu fixieren. Im darauffolgenden Schritt, in dem die Spule 47 von dem Spulenkörperkernabschnitt 9 entfernt wird, wird der Spulenkörper 8 an einer Drehung gehindert. Im dann folgenden Schritt 244 wird der Luftdruckzylinder 15 angetrieben, um die Heizplatte 14 in Richtung des Pfeiles D zu verschieben (Fig. 2 und 6) und den Bolzen 108 aus dem Schlitz 106 der Heizplatte 14 auszurücken (Fig. 8A und 8B). In Schritt 236 wird der Luftdruckzylinder 34 angetrieben, um die Stifte 30 und somit die Stifte 10 nach unten zu verschieben, so daß die Spule 47 durch die Vorderenden der Stifte 10 auf den Drehtisch 1 heruntergedrückt wird.

Somit wird eine flache Spule 47 a mit 30 Windungen von dem Haken 39 a aufgefangen, wie in Schritt IV in Fig. 9 gezeigt.

Es wird dann zu Schritt 248 vorgerückt, in dem der Inhalt des Zählers im RAM 54, der die Anzahl der hergestellten Spulen gezählt hat, um eins erhöht wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Wert von n zu 1, da er null betragen hat.

Als nächstes wird in Schritt 250 der Luftdruckzylinder 34 außer Betrieb gesetzt, um die Stifte 10 nach oben zu verschieben.

In Schritt 258 wird der Luftdruckzylinder 15 außer Betrieb gesetzt, um die Heizplatte 14 unter den Spulenkörper 8 zu verschieben und den Bolzen 108 mit dem Schlitz 106 der Heizplatte 14 in Eingriff zu bringen und dadurch den Spulenkörper 8 durch die Heizplatte 14 zu fixieren. Als nächstes wird der Luftdruckzylinder 16 außer Betrieb gesetzt, um die Kolbenstange 116 zum Ausrücken aus dem Schlitz 114 zurückzuziehen (Schritt 254).

Der Spulenkörper 8 wird nachher wieder durch die Heizplatte 14 anstelle der Kolbenstange 116 fixiert. In diesem Zustand wird der Motor 60 angetrieben, um den Drehtisch 1 um 180° zu drehen und dadurch den Draht 42 um den Kommutator um 180° zu führen, wie in Schritt V in Fig. 9 (Schritt 256) gezeigt ist.

Im Schritt 258 werden als nächstes die Schritte 206 bis 226 ausgeführt, um den Draht 42 am Haken 39 k zu befestigen, wie in Schritt VI in Fig. 9 gezeigt, wird der Drehtisch 1 um 162° gedreht (Schritt VII in Fig. 99) und der Druckluftzylinder 36 außer Betrieb gesetzt, um die Düse 18 aus der Position 1 in die Position 2 in Fig. 6 nach oben zu verschieben.

Durch die Ausführung der Schritte III-VII ist somit der Wicklungsvorgang zur Herstellung einer Spule beendet. In den Schritten V und VII werden Drähte zum Kurzschließen angeschlossen.

Danach wird zu Schritt 260 vorgerückt, in dem überprüft wird, ob der Wert n des Spulenzählers 20 erreicht hat oder nicht. Bei n = 1 wird zu Schritt 262 vorgerückt, in dem der Luftdruckzylinder 80 außer Betrieb gesetzt wird, um die Kolbenstange 82 aus dem Schlitz 78 herauszuziehen und die Riemenscheibe 74 zu drehen.

Als nächstes wird zu Schritt 228 vorgerückt, in dem der Wickelvorgang für die nächste Spule begonnen wird.

Auf diese Weise werden die Schritte 228 bis 262 wiederholt, bis n = 20 erreicht ist.

Wenn die Überprüfung in Schritt 260 ergibt, daß n = 20 ist, wird zu Schritt 264 vorgerückt, in dem der Luftdruckzylinder 7 außer Betrieb gesetzt wird, um den Drehtisch 1 in seine Ausgangsstellung zurückzuführen. Zur gleichen Zeit wird der Motor 4 angetrieben, um den Drehtisch 1 in Schritt 266 um 180° zu drehen. Der Drehtisch 1 wird daher in Richtung des Pfeiles J′ verschoben, während er gedreht wird, wie in Fig. 10 gezeigt.

In Schritt 268 wird der Luftdruckzylinder 102 angetrieben, um die Schneideinrichtung 100 in Richtung des Pfeiles in Fig. 10 zu verschieben und das vordere Ende der Schneideinrichtung 100 dem Draht 42 zu nähern. Der Luftdruckzylinder 104 wird so angetrieben, daß der Halteabschnitt 103 den Draht 42 hält und der Schneidabschnitt 101 den auf diese Weise gehaltenen Strang abschneidet.

In der vorstehend beschriebenen Weise kann eine Ankerwicklung mit 20 Spulen, die jeweils 30 Windungen aufweisen, automatisch und höchst wirksam hergestellt werden. Die Anzahl der Windungen einer jeden Spule und die Anzahl der Spulen sind lediglich beispielhaft und können in der Praxis die jeweils gewünschten Werte betragen. Darüber hinaus kann der Zähler 71 durch einen Zähler im RAM 54 ersetzt werden.

Fig. 13 ist ein zeitliches Ablaufdiagramm, das die Funktionsweise der entsprechenden Luftdruckzylinder und des Motors bei der Durchführung des automatischen Wicklungsvorganges zeigt. Die Schritte I-VII entsprechen hierbei den Schritten I-VII der Fig. 9.

Fig. 14 zeigt eine perspektivische Ansicht des hergestellten Ankers.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer Ankerwicklung für einen flachen Elektromotor mit Axialluftspalt, bei dem eine einen Draht abgebende, umlaufende Düse zur Herstellung einer Spule eine vorgegebene Anzahl von Malen um einen Spulenkörper bewegt und die Spule vom Spulenkörper auf einen Drehtisch gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des Drehtisches ein mit Haken versehener Kommutator angeordnet ist, daß die umlaufende Düse nach Fertigstellung der Spule in einer ersten Richtung parallel zur Rotationsebene der Düse und in einer zweiten Richtung senkrecht zu dieser Ebene bewegt wird, daß der von der Düse gehaltene Drahtabschnitt aufgefangen und in den Bereich eines ausgewählten Hakens geführt wird und daß die Düse in der ersten und zweiten Richtung entgegengesetzte Richtungen bewegt wird, derart, daß der Drahtabschnitt am Haken befestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem Klebemittelüberzug versehener Draht verwendet wird und die Ankerwicklung nach dem Wickeln erhitzt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine erste Einrichtung (94) zur Bewegung der umlaufenden Düse (18) in der ersten Richtung, eine zweite Einrichtung (36) zur Bewegung der Düse (18) in der zweiten Richtung relativ zum Spulenkörper (8) und eine Führungseinrichtung (44) zum Auffangen eines Abschnittes des Drahtes zwischen der Düse (18) und der am Drehtisch (1) befindlichen Spule und zum Führen des aufgefangenen Drahtabschnittes in die Nähe eines entsprechenden Hakens (39) des am Drehtisch montierten Kommutators aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine dritte Einrichtung zur Bewegung des Drehtisches (1) vom Spulenkörper (8) und der umlaufenden Düse (18) weg aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Heizplatte (14) zum Erhitzen der um den Spulenkörper (8) gewickelten Spule besitzt.