DE3500355A1

DE3500355A1 - Vorrichtung zum herstellen einer scheibenfoermigen ankerwicklung fuer eine axialluftspaltmaschine

Info

Publication number: DE3500355A1
Application number: DE19853500355
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Stille; Heinz Dipl Ing Wilke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-01-08
Filing date: 1985-01-08
Publication date: 1986-07-10
Also published as: ES8704298A1; JPS61164446A; FR2575876A1; ES550727A0

Description

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26.11.1984

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Vorrichtung zum Herstellen einer scheibenförmigen Ankerwicklung für eine Axialluftspaltmaschine

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer scheibenförmigen Ankerwicklung aus Wickeldraht für eine elektrische Axialluftspaltmaschine nach der Gattung des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Wickelverfahren mit einer Wickelvorrichtung dieser Art (DE-AS 21 17 048) wird die auf der Schablone oder Lehre in fortlaufendem Wickelzug gewickelte Ankerwicklung von der Lehre abgenommen und mit einem hitzehärtenden Kunstharz vergossen, wobei zur Verringerung der Wickeldicke die Wickelköpfe während des Vergießens gepreßt werden. Hierfür ist ein zusätzlicher Arbeitsgang und ein entsprechender Arbeitsaufwand mit gesonderten maschinellen Einrichtungen erforderlich.

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Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Wickelvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß bereits im Wickelvorgang die Wickeldicke endgültig festgelegt und zuverlässig eingehalten wird. Die erfindungsgemäße Abdeckscheibe dient einerseits zur Sicherung des Wickeldrahtes und des Teilabschnittes der entstehenden Wiekelfläche und legt andererseits durch die Bemessung ihres Abstandes von der Schablone oder Lehre die Dicke der Ankerwicklung in vorgegebenen Toleranzgrenzen fest. Wie bei dem bekannten Wickelverfahren kann die gesamte Ankerwicklung in einem ununterbrochenen Wickelzug hergestellt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist universell für eine Vielzahl von verschiedenen Wicklungen, wie Wellen- oder Schleifenwicklungen, Stab- oder Spulenwicklungen u.dgl., geeignet. Lediglich die wicklungsspezifische Schablone ist auszutauschen und das Steuerprogramm für den Steuerantrieb ist entsprechend anzupassen.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen 2-8.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt sich dabei aus Anspruch 5, insbesondere in Verbindung mit Anspruch 6. Durch diese Maßnahmen wird eine gegenüber der Ausführungsform gemäß Anspruch 4 kostengünstige technische Realisierung der Vorrichtung erreicht.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung darge-

stellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Wickelvorrichtung zum Herstellen einer

scheibenförmigen Ankerwicklung aus Wickeldraht für eine elektrische Axialluftspaltmaschine,

Fig. 2 eine Draufsicht eines Schaltrades der Wickelvorrichtung in Fig. 1,

Fig. 3 ausschnittweise einen Schnitt längs der und 4 Linie I - I in Fig. 1 gemäß einem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 eine Darstellung des Randbereichs im Schnitt I-1 in Fig. 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zum Herstellen einer scheibenförmigen Ankerwicklung für eine elektrische Axialluftspaltmaschine weist eine Lehre oder Schablone 10, die eine Anzahl von auf konzentrischen Kreisen 11 angeordneten Umlenkstiften 12 trägt (Fig. 2), ein Drahtführungsglied 13 zum Führen des von einer Vorratsspule 14 abgezogenen Wickeldrahts um die Umlenkstifte 12 herum und eine die Schablone auf ihrer die Umlenkstifte 12 tragenden Seite mit Abstand d (Fig. 3) überdeckende Abdeckscheibe 17 auf.

Die in Fig. 2 in Draufsicht zu sehende Schablone 10 ist als wicklungsspezifisches Schaltrad 18 ausgebildet, auf

dessen Oberseite 181 die Umlenkstifte 12 dem Wicklungsverlauf entsprechend angeordnet sind. Das in Fig. 2 dargestellte Schaltrad 18 ist zum Wickeln einer 6-poligen eingängigen Zweischicht-Wellenwicklung ausgebildet, wobei der Gesamt- oder Stromwendeschritt der Wellenwicklung sechzehn, die Spulenweite sieben und der Schaltschritt neun beträgt. Insgesamt sind auf jedem der konzentrischen Kreise 11 neunundvierzig Umlenkstifte 12 äquidistant angeordnet.

Zur Verdeutlichung ist ein über 360° reichender Wicklungszug der Ankerwicklung in Fig. 2 eingezeichnet. Das auf einer Antriebswelle 19 sitzende Schaltrad 18 ist von einem Schrittmotor 20 rptatorisch antreibbar, wobei der Schrittmotor 20 je nach Ansteuerung durch ein Steuerteil 21 das Schaltrad 18 um jede beliebige Winkelstellung verdrehen kann.

Die in Fig. 1 und 3 zu sehende Abdeckscheibe 17 ist feststehend angeordnet und weist eine schlitzförmige radiale Ausnehmung 22 auf, die sich etwa über den halben Durchmesser der Abdeckscheibe 17 erstreckt.

Durch diese Ausnehmung 22 ragt das Drahtführungsglied 13, durch das der aus isoliertem Draht bestehende Wicklungsdraht 15 hindurchgeführt ist, hindurch, und zwar bis etwa zu den oberen Enden der Umlenkstifte 12. Wie insbesondere aus Fig. 3 zu erkennen ist, weist die Ausnehmung 22 einen in der Oberseite 171 der Abdeckscheibe 17 mündenden Führungsteil 23 mit im wesentlichen geraden, in Axialrichtung sich erstreckenden Führungsflanken für das Drahtführungsglied 13 und einen sich daran zur Unterseite der Abdeckscheibe 17 hin anschließenden und in der Unterseite 172 mündenden Nutteil 24 mit unter einem spitzen Winkel zur Unterseite 172 verlaufenden Nutflanken 241,242 auf. Mittels des Führungsteils 23 wird das von einem weiteren Schrittmotor 25 translatorisch angetriebene Draht-

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fuhrungsglied 13 geführt. Der Schrittmotor 25 kann je nach Ansteuerung durch das Steuerteil 21 das Drahtführungsglied 13 in jede beliebige Position innerhalb der Ausnehmung 2 2 verschieben. Das Steuerteil 21 ist in einer solchen Weise programmiert, daß es die Schrittmotoren 20, 25 derart ansteuert, daß die Drehbewegung des Schaltrades 18 und die Verschiebebewegung des Drahtführungsgliedes 13 derart aufeinander abgestimmt sind, daß im Wicklungsverlauf aufeinanderfolgende Umlenkstifte 12 nacheinander vom Drahtführungsglied 13 aufgesucht werden, so daß der durch das Drahtführungsglied 13 hindurchlaufende Wicklungsdraht 15 um die entsprechenden Umlenkstifte 12 gelegt werden kann, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. So werden durch abwechselnde oder gleichzeitige Drehbewegung des Schaltrades 18 und Verschiebebewegung des Drahtführungsgliedes 13 nacheinander die in Fig. 2 mit 121 - 146 ff. fortlaufend bezeichneten Umlenkstifte 12 von dem Drahtführungsglied 13 aufeinanderfolgend aufgesucht und mit dem Wicklungsdraht 15 in der gezeichneten Weise belegt. Dies wird so fortgeführt, bis alle Umlenkstifte 12 mit Wicklungsdraht 15 belegt sind und die fertige 6-polige eingängige Zweischicht-Wellenwicklung mit den vorstehend genannten Daten komplett gewickelt ist. Die Dicke der Ankerwicklung, insbesondere die Dicke der Wickelköpfe, wird durch den Abstand d der Unterseite 172 der Abdeckscheibe 17 von der Oberseite 182 des Schaltrades 18 bestimmt.

Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, sind die Umlenkstifte im Schaltrad 18 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 26 verschieblich angeordnet. Die max. Länge der Umlenkstifte, mit welcher sie von der Oberseite 181 des Schaltrades 18 vorstehen, ist größer bemessen als der Abstand d zwischen Oberseite 181 des Schaltrades 18 und

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Unterseite 172 der Abdeckscheibe 17, so daß die Umlenkstifte 12 immer mit Federkraft an der Unterseite 172 der Abdeckscheibe 17 anliegen. Dadurch kann der bereits um Umlenkstifte 12 geführte Wickeldraht 15 nicht von diesen abfallen, so daß die Abdeckscheibe 17 insoweit eine Sicherungsfunktxon für den bereits gewickelten Teil der Ankerwicklung übernimmt. Im Bereich der radialen Ausnehmung 22 können die Umlenkstifte 12 im Nutteil 24 längs den Nutflanken 241,242 bis in den Nutgrund ausgeschoben werden, so daß insoweit die Sicherungsfunktion für den Wickeldraht erhalten bleibt. Sobald das Drahtführungsglied 13 durch Drehbewegung des Schaltrades 18 den nächsten Umlenkstift 12 aufsucht, werden die in das Nutteil 24 hineinragenden Umlenkstifte über die Nutflanke 241,242 wieder zurückgeschoben, bis ihre Enden an der Unterseite 172 der Abdeckscheibe 17 anliegen. Dabei wird der um die Umlenkstifte 12 gezogene Wickeldraht 15 bis auf die durch den Abstand d eingestellte Dicke der Ankerwicklung, hier die zweifache Drahtstärke, zusammengedrückt.

Bei der in Fig. 4 im Schnitt ausschnittweise dargestellte Ausfuhrungsform von Schaltrad 18' und Abdeckscheibe 17' sind die Umlenkstifte 12' im Schaltrad 18' starr angeordnet. In der Unterseite 172' der Abdeckscheibe 17* sind Ringnuten 27' vorgesehen, die mit den konzentrischen Kreisen 11 der Umlenkstifte 12' deckungsgleich sind. Die aus dem Schaltrad 18' auf dessen Oberseite 181' vorstehende max. Länge der Umlenkstifte 12' ist so bemessen, daß die Umlenkstifte 12' in die Ringnuten 27' bis unmittelbar vor den Nutgrund 28' der Ringnuten 27' hineinragen. Der Abstand der Enden der Umlenkstifte 12' von dem Nutgrund 28' ist sehr klein gewählt, so daß einerseits die Umlenkstifte 12' bei der Drehbewegung des Schaltrades 18' nicht auf dem Nutgrund 28' schlei-

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fen und andererseits ein Hindurchtreten des Wicklungsdrahts 15' durch den zwischen den Enden der Umlenkstifte 12' und den Nutgrund 28' verbleibenden Zwischenraum sicher unterbunden wird. Der Nutgrund 28' der Ringnuten 27' liegt in der gleichen Ebene wie die Trennebene zwischen Führungsteil 23' und Nutteil 24' der radialen Ausnehmung 22'- Diese Trennebene bildet den Nutgrund des Nutteils 24', dessen Nutbreite geringfügig größer als der Durchmesser der Umlenkstifte 12 ist. Das Drahtführungsglied 13' ist in seiner durch die Ausnehmung 22' hindurchragenden Länge so abgestimmt, daß es sich praktisch bündig zu den Umlenkstiften 12' bewegt. Dadurch kann der Wickeldraht 15' nicht von den Umlenkstiften 12' unkontrolliert abrutschen, bevor er infolge des Weiterbewegens des Schaltrades 18' durch eine der Nutflanken 241', 242' des Nutteils 24' der Ausnehmung 22' in Richtung zur Oberfläche 181' des Schaltrades 18' geführt wird.

Bei der in Fig. 5 nur im Randbereich im Schnitt dargestellten Anordnung von Schaltrad 18 und Abdeckscheibe 17" ist das Schaltrad 18 identisch dem Schaltrad der Fig. 2 ausgebildet. Die Abdeckscheibe 17" stimmt bis auf den dargestellten Randbereich mit der Abdeckscheibe 17 in Fig. 1 und 3 überein. Sie weist in gleicher Weise eine Ausnehmung auf, durch welche in gleicher Weise das Drahtführungsglied hindurchtritt..

Im Randbereich der Abdeckscheibe 17",und zwar in dem dem äußeren Kreis 11 der Umlenkstifte 12 auf dem Schaltrad 18 zugekehrten Randbereich,tritt die Unterseite 172" der Abedeckscheibe 17" über den Abstand d hinaus in Richtung der Oberfläche 181 des Schaltrades 18 vor und bildet hier einen Vorsprung 30", dessen flache ringförmige Stirnseite 31" einen reduzierten Abstand a von der Schalt-

scheibe 18 aufweist, der geringfügig größer ist als der Durchmesser des Wickeldrahtes 15. Dabei geht die Unterseite 172" der Abdeckscheibe 17" mit dem Abstand d von der Oberfläche 181 des Schaltrades 18 über eine kreisringförmige Schrägschulter 32" in die Stirnseite 31" des Vorsprungs 30" mit dem reduzierten Abstand a von der Oberfläche 181 des Schaltrades 18 über. In Radialrichtung nach außen gesehen beginnt dabei die Schrägschulter 32" etwas vor der Verlängerung einer innen um die Umlenkstifte 12 des äußeren Kreises 11 gelegten gedachten Kreislinie und endet etwa in der Verlängerung einer außen um die Umlenkstifte 12 des äußeren Kreises gelegten gedachten Kreislinie. In der Schrägschulter 32" ist eine Ringnut 33" vorgesehen, deren Nutgrund etwa in der von der Unterseite 172" der Abdeckscheibe 17" gebildeten Ebene liegt. In dieser Ringnut 33" ragen die Umlenkstifte 12 des äußeren Kreises 11 hinein. Die Abmessungen der Ringnut 33" sind so festgelegt, daß zwischen Nutflanken und Nutgrund einerseits und Stirn- und Mantelfläche der Umlenkstifte 12 andererseits lediglich ein reibungsvermeidender Abstand verbleibt.

Durch diesen Vorsprung 30" der Abdeckscheibe 17" mit dem etwa dem Wickeldrahtdurchmesser entsprechenden reduzierten Abstand a von der Schaltscheibe 18 wird erreicht, daß alle äußeren Wickelköpfe der fertigen Wicklung die gleiche Höhe aufweist, hier etwa in Stärke des Wickeldrahtes 15. Damit wird eine Reduzierung des Planschlages erreicht.

Selbstverständlich ist es auch möglich, bei dem Ausführungsbeispiel von Schaltrad und Abdeckscheibe gemäß Fig.4 den Randbereich der Abdeckscheibe wie vorstehend beschrieben auszubilden.

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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann z.B. auch die Schablone feststehend angeordnet sein und die Abdeckscheibe samt Drahtführungsglied von dem Schrittmotor rotarisch angetrieben werden. Dabei bleibt die translatorische Bewegung des Drahtführungsgliedes relativ zur Schablone in deren radialen Ausnehmung erhalten. Der getriebliche Aufwand für die rotatorische und translatorisehe Bewegung des Drahtführungsgliedes ist jedoch höher als bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel .

Claims

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26.11.1984

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

Vorrichtung zum Herstellen einer scheibenförmigen \ Ankerwicklung aus Wickeldraht für eine elektrische Axialluftspaltmaschine, mit einer Schablone, die eine Anzahl von auf konzentrischen Kreisen, dem Wicklungsverlauf entsprechend angeordneten Umlenkstiften zum Umlenken des Wickeldrahtes und ein Drahtführungsglied zum Führen des Wickeldrahtes um die Umlenkstifte herum aufweist, wobei Schablone und Drahtführungsglied relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone (10;10') auf ihrer die Umlenkstifte (12;12') tragenden Seite von einer Abdeckscheibe (17;17') mit Abstand (d) überdeckt ist, die eine radiale Ausnehmung (22;22') aufweist, durch welche das Drahtführungsglied (13;13') hindurchragt, daß das Drahtführungsglied (13;13') in Längsrichtung der Ausnehmung (22;22') verschiebbar ausgebildet ist und daß mindestens ein Steuerantrieb (20,21,25) zum schrittweisen, dem Wicklungsverlauf entsprechenden

rotatorischen Antrieb von Schablone (10;10') oder Abdeckscheibe (17;17') mit Drahtführungsglied (13;13·) einerseits und translatorischen Antrieb des Drahtführungsgliedes (13;13·) andererseits vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (17;17') feststehend und die Schablone (10;l0') als drehbar angeordnetes, wicklungsspezifisches Schaltrad (18;18') ausgebildet ist und daß der Steuerantrieb (20,21,25) eine Drehbewegung des Schaltrades (18;18') und eine Verschiebebewegung des Drahtführungsgliedes (13;13') bewirkt, wobei die Bewegungen" derart aufeinander abgestimmt sind, daß im Wicklungsverlauf aufeinanderfolgende Umlenkstifte (12;12') nacheinander vom Drahtführungsglied (13;13') aufgesucht werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei chnet, daß der Abstand (d) zwischen den einander zugekehrten Seite (172,181; 172',181') von Abdeckscheibe (17;17') und Schaltrad (18;18") gleich der Wicklungsdicke bemessen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkstifte (12) im Schaltrad (18) entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (26) axial verschieblich angeordnet sind und daß der Abstand (d) zwischen den einander zugekehrten Seiten (172,181) von Abdeckscheibe (17) und Schaltrad (18) kleiner bemessen ist als die von der Oberseite (181) des Schaltrades

(18) axial abstehende max. Länge der Umlenkstifte (12).

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (d) zwischen den einander zugekehrten Seiten (172',181') von Abdeckscheibe (17') und Schaltrad (18') kleiner bemessen ist als die von der Oberseite (181') des Schaltrades (18*) axial abstehende Länge der Umlenkstifte (12') und daß die Umlenkstifte (12') im Schaltrad (18') starr angeordnet sind und endseitig in den konzentrischen Kreisen (11) der Umlenkstifte (12') gegenüberliegende konzentrische Ringnuten (27')iri der Abdeckscheibe (17')bis etwa zum Nutgrund (28') hin hineinragen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (22;22') einen in der dem Drahtführungsglied (13;13') zugekehrten Oberseite (171;171') der Abdeckscheibe (17;17'j mündenden Führungsteil (23;23') mit im wesentlichen axialen Führungsflanke für das Drahtführungsglied (13;13') und einen sich daran anschließenden, zur Unterseite (172;172') der Abdeckscheibe (17;17') sich erweiternden Nutteil (24;24') mit unter einem spitzen Winkel zur Unterseite (172;172') verlaufenden Nutflanken (241,242;241',242') aufweist und daß die von der Oberseite (181;181') des Schaltrades (18;18') axial vorstehende max. Länge der Umlenkstifte (12;12·) etwa gleich dem Abstand des Nutgrundes des Nutteils (24;24') der Ausnehmung (22;22') von der Oberseite (181;181') des Schaltrades (18;18·) bemessen ist.

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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Umlenkstifte (12) auf einem konzentrischen äußeren Kreis (11) äquidistant angeordnet ist, daß die Abdeckscheibe (17") in ihrem dem äußeren Kreis (11) von Umlenkstiften (12) gegenüberliegenden Randbereich einen zum Schaltrad (18) hin vorstehenden ringförmigen Vorsprung (30") mit einer nach innen abfallenden ringförmigen Schrägschulter (32") und einer dem Schaltrad (18) mit reduziertem Abstand (a) gegenüberliegenden flachen ringförmigen Stirnseite (31") trägt, daß der Übergang von Schrägschulter (32") zur Stirnseite (30") auf einem Umkreis liegt, der mit einer außen um die Umlenkstifte

(12) des äußeren Kreises (11) gelegten gedachten Kreislinien etwa fluchtet, und daß im Bereich der Schrägschulter (32") eine Ringnut (33") vorgesehen ist, in welche die auf dem äußeren Kreis (11) liegenden Umlenkstifte (12) berührungsfrei hineinragen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der reduzierte Abstand (a) zwischen der Stirnseite (31") des Vorsprungs (30") und der Oberfläche (181) des Schaltrades (18) etwa gleich dem Durchmesser des Wickeldrahtes (15) bemessen ist.