DE4219374C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Stator- oder Rotorwicklungen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Stator- oder RotorwicklungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von
Stator- oder Rotorwicklungen elektrischer Maschinen mit mehreren Spulengruppen aus
Paralleldrähten, bei dem Spulen einer Spulengruppe auf
einer Schablone durch Drehen der Schablone gewickelt
und die fertige Spulengruppe dann auf einen Spulenauf
nehmer übertragen wird und eine Vorrichtung zum Her
stellen von Stator- oder Rotorwicklungen elektrischer
Maschinen aus Paralleldrähten mit einer drehbaren Scha
blone, die einen Schablonenantrieb aufweist, einer in
Umfangsrichtung der Schablone ortsfesten Drahtführung
und einem Spulenaufnehmer, insbesondere zur Durchfüh
rung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Herstellen von Wicklungen elektrischer Maschinen
aus Paralleldrähten ist relativ schwierig. Grundsätz
lich sollte hierbei das Verdrillen der Paralleldrähte
vermieden werden. Durch das Verdrillen der Parallel
drähte ändern sich beispielsweise die gewünschten Au
ßenabmessungen der fertigen Spulengruppen, so daß diese
nicht mehr in die Stator- oder Rotornuten der elektri
schen Maschinen oder bereits vorher in die Schlitze der
zum Einbau notwendigen Übertragungs- und Einziehwerk
zeuge passen.
Zum Herstellen von Wicklungen aus mehreren Lagen Par
alleldrahtes ist es daher bekannt, Windungen auf eine
rotierende Schablone aufzuwickeln, wobei der Parallel
draht durch eine in Umfangsrichtung ortsfeste, aber
parallel zur Schablone verfahrbare Zuführeinrichtung
zugeführt wird. Der Paralleldraht kann beispielsweise
von einer Vorratsrolle abgewickelt oder aus einer Vor
ratstonne entnommen werden. Bei der Drehung der Scha
blone wird der Draht aus der Zuführeinrichtung auf die
Schablone gezogen. Um eine Spulengruppe zu wickeln,
fährt die Zuführeinrichtung entlang der Schablone, die
für einzelne Spulen der Spulengruppe getrennte Kammern
aufweist, die nacheinander bewickelt werden. Nach Been
digung des Wickelvorganges wird die fertig gewickelte
Spulengruppe mittels eines hierfür abgestimmten Über
tragungswerkzeuges abgenommen, auf ein Einziehwerkzeug
übertragen und in den Stator eingezogen. Um eine
Phase herzustellen, wird zum Beispiel bei einem vierpo
ligen Motor viermal der beschriebene Vorgang wieder
holt. Es entsteht hierbei nicht nur der Nachteil, daß
wiederholt einzelne Übertragungsschritte erforderlich
sind, sondern nach dem Einziehen der Wicklung in den
Stator oder den Rotor müssen noch die einzelnen Spulen
gruppen zu einer Phase verschaltet werden, was in der
Regel nur mit Handarbeit möglich ist und einen entspre
chend hohen Aufwand bringt.
Es ist weiter bekannt, komplette Phasen, d. h. alle Spu
lengruppen einer Phase mit untereinander ununterbroche
nen Verbindungen, zu wickeln und in einen Spulenaufneh
mer zu übertragen. Hierbei handelt es sich jedoch um
Wickelverfahren und -vorrichtungen mit feststehender
Schablone und einem rotierenden Flyer. Bei diesen Ma
schinen ist es jedoch außerordentlich schwierig, die
für die Praxis erforderliche Zuverlässigkeit zu gewähr
leisten. In der Regel tritt bereits nach kurzer Be
triebszeit eine Störung auf. Es gibt zwar einen Vor
schlag, den Paralleldraht-Vorrat mit dem Flyer synchron
zu bewegen. Dieser Vorschlag bedingt jedoch einen rela
tiv großen technischen Aufwand und ist nur auf eine
begrenzte Anzahl der zu wickelnden Paralleldrähte anzu
wenden.
DE 41 23 934 C1 beschreibt ein Verfahren zum Wickeln
von Spulen für elektrische Maschinen aus Paralleldrähten,
bei dem Spulen einer Spulengruppe auf einer Schablone
durch Drehen der Schablone gewickelt werden, wobei
der Spulenaufnehmer zusammen mit der Schablone gedreht
wird und die Spule während des Wickelns auf den
Spulenaufnehmer übertragen wird. Ferner ist eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens beschrieben
mit einer drehbaren Schablone, die einen Schablonenantrieb
aufweist, einer in Umfangsrichtung der Schablone
ortsfesten Drahtführung und einem Spulenaufnehmer, wobei
der Spulenaufnehmer drehbar gelagert ist und einen
mit dem Schablonenantrieb synchronisierten Aufnehmerantrieb
aufweist. Der Aufnehmer steht während des Wickelns
in Eingriff mit der Schablone und ist zwischen
den Wickelvorgängen relativ zu dieser drehschaltbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit deren
Hilfe eine komplette Phase in sehr einfacher Weise
schnell hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß der Spulenaufnehmer
zumindest dann, wenn er eine Spulengruppe aufgenommen
hat, synchron mit der Schablone gedreht wird, solange
diese bewickelt wird.
Es können also nacheinander praktisch alle Spulengrup
pen einer Phase auf den Spulenaufnehmer überführt wer
den, wobei die Paralleldrähte nicht unterbrochen werden
müssen, sondern von Spulengruppe zu Spulengruppe wei
tergeführt werden können. Dies wird dadurch ermöglicht,
daß die relative Zuordnung der fertig gewickelten Spu
lengruppe und der neu zu wickelnden beziehungsweise
aktuell gewickelten Spulengruppe erhalten bleibt. Die
von Spulengruppe zu Spulengruppe geführten Parallel
drähte werden also weder miteinander verdrillt noch
durch eine beim Wickelvorgang möglicherweise sich ver
größernde Entfernung der beiden Spulengruppen in unzu
lässiger Weise überdehnt oder auseinandergerissen. Die
fertige Phase kann dann mit einem einzigen Einziehvor
gang in den Rotor oder den Stator eingeführt werden.
Die Verschaltungen der einzelnen Spulengruppen sind
dann bereits vorhanden. Fehler, die beim Verbinden der
einzelnen Spulengruppen von Hand entstehen könnten,
werden mit hoher Zuverlässigkeit ausgeschaltet. Auch
sind derartige Wicklungen im Betrieb zuverlässiger, da
sich keine Verbindungen der Spulengruppen lösen können.
Mit Vorteil werden der Spulenaufnehmer und die Schablo
ne zum Wickeln der Spulengruppe in eine erste radiale
Ausrichtung zueinander und zur Übergabe der Spulengrup
pe in eine zweite radiale Ausrichtung zueinander ge
bracht. Es gibt also mit anderen Worten eine Wickelpo
sition, bei der die Schablone und der Spulenaufnehmer
eine erste radiale Ausrichtung zueinander haben, und
eine Übergabeposition, in der die Schablone und der
Spulenaufnehmer eine zweite radiale Ausrichtung zuein
ander haben. Durch diese beiden Positionen lassen sich
Unwuchten verkleinern. In der Übergabeposition befindet
sich nämlich die Schablone in bezug auf den Spulenauf
nehmer relativ weit außermittig. Würden beide Teile
zusammen gedreht werden, ergäbe sich eine große Un
wucht. Andererseits läßt sich eine Übergabe der Spulen
gruppe in der Wickelposition ohne zusätzliche Maßnahmen
nur schwer realisieren. Durch die Verschiebbarkeit von
Spulenaufnehmer und Schablone radial zueinander wird
dieses Problem auf elegante Art und Weise umgangen. Man
kann hierbei entweder bei radial unbeweglicher Schablo
ne den Spulenaufnehmer in bezug auf die Schablone ver
schieben oder man kann bei radial unbeweglichem, also
ortsfestem Spulenaufnehmer die Schablone in eine radia
le Richtung bewegen. Selbstverständlich ist auch die
Kombination beider Möglichkeiten denkbar.
Um die Unwucht beim Wickeln möglichst klein zu halten,
ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß
in der ersten radialen Ausrichtung die Mittellängsach
sen von Schablone und Spulenträger auf einer gemeinsa
men Drehachse angeordnet sind. Beim Wickeln drehen sich
also sowohl die Schablone als auch der Spulenträger
jeweils um ihren Mittelpunkt. Aufgrund der relativ ge
ringen Unwucht lassen sich hohe Wickelgeschwindigkeiten
erzielen.
Eine noch etwas bessere Verringerung der Unwucht wird
in einer anderen bevorzugten Ausgestaltung dadurch er
reicht, daß in der ersten radialen Ausrichtung die Mit
tellängsachse der Schablone und der Massenschwerpunkt
des bewickelten Spulenaufnehmers zumindest annähernd
auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sind. Hier
bei ist der Massenschwerpunkt der Schablone ohnehin auf
der Mittellängsachse angeordnet. Der Massenschwerpunkt
des bewickelten Spulenaufnehmers resultiert aus dem
Massenschwerpunkt des unbewickelten Spulenaufnehmers
und den Massenschwerpunkten der bereits auf dem Spulen
aufnehmer befindlichen Spulengruppen. Da das Gewicht
einer Spulengruppe aber in der Regel wesentlich gerin
ger ist als das Gewicht des Spulenaufnehmers, läßt sich
hier durch relativ geringe Verschiebungen des Spulen
aufnehmers in radiale Richtung erreichen, daß der Mas
senschwerpunkt des kombinierten Systems Spulenaufnehmer
mit Spulengruppen auf der Drehachse liegt.
Bevorzugterweise wird der Spulenaufnehmer zur Aufnahme
der Spulengruppe relativ zur Schablone indexiert. Dies
ist eine zusätzliche Drehbewegung, die unabhängig davon
erfolgt, ob der Spulenaufnehmer gemeinsam mit der Scha
blone gedreht wird. Durch diese Verdrehung des Spulen
aufnehmers relativ zur Schablone läßt sich erreichen,
daß die einzelnen Spulengruppen in Umfangsrichtung ver
setzt zueinander auf dem Spulenaufnehmer plaziert wer
den, wie dies später auch in der elektrischen Maschine
der Fall sein soll.
Bevorzugterweise wird die Spulengruppe bei nichtdrehen
der Schablone und nichtdrehendem Spulenaufnehmer in einem Zug von der
Schablone auf den Spulenaufnehmer übertragen. Bevor die
Spulengruppe also von der Schablone auf den Spulenauf
nehmer übertragen wird, wird der Wickelvorgang kurzfri
stig angehalten. Durch die Übertragung in einem Zug
läßt sich eine schnelle Übertragung erreichen. Zur Un
terstützung kann die Schablone entspannt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Spulenauf
nehmer während des Wickelns der ersten Spule nicht mit
gedreht, sondern in die zweite radiale Ausrichtung zur
Schablone verbracht. Beim Wickeln der ersten Spulen
gruppe besteht noch keine Gefahr, daß die Paralleldräh
te, die die Verbindung zu einer anderen Spulengruppe
einer Phase herstellen sollen, durch eine Relativbewe
gung zwischen Spulenaufnehmer und Schablone abgerissen
oder verdrillt werden. Man kann sich dies zunutze ma
chen, um den Spulenaufnehmer bereits in die Übergabepo
sition zu verfahren. Hierdurch ergibt sich eine zwar
geringe, aber merkliche Zeitersparnis, die zur Be
schleunigung der Herstellung ausgenutzt werden kann.
Bevorzugterweise werden der Spulenaufnehmer und die
Schablone zur Übergabe der Spulengruppe miteinander in
Eingriff gebracht. Die Schablone kann sich also unbe
einflußt vom Spulenaufnehmer drehen, um die Spule auf
zuwickeln. Erst wenn die Spule fertig ist, wird ein
Eingriff zwischen Spulenaufnehmer und der Schablone
hergestellt. Mit einem derartigen Eingriff wird die
Übergabe zwischen der Schablone und dem Spulenaufnehmer
vereinfacht. Die Spulengruppe muß nur noch von der
Schablone auf den Spulenaufnehmer geschoben werden. Da
die beiden letztgenannten Teile miteinander in Eingriff
stehen, ist die zuvor bestehende Lücke geschlossen.
Einzelne Spulenwindungen können nicht in falsche
Schlitze geraten.
Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vor
gesehen, daß um 180° auf dem Spulenaufnehmer auseinan
derliegende Spulengruppen unmittelbar aufeinanderfol
gend gewickelt werden. Dies hat den Vorteil, daß
eine durch Spulengruppen bedingte Unwucht des Spulen
aufnehmers immer nur beim Wickeln jeder zweiten Spu
lengruppe auftritt. Sobald die einzelnen Spulengruppen
paarweise auf dem Spulenaufnehmer angeordnet sind, sind
sie miteinander im Gleichgewicht. Das Auswuchten wird
relativ einfach.
Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß der Spulenaufnehmer
drehbar gelagert ist und einen mit dem Schablonen
antrieb synchronisierten Aufnehmerantrieb aufweist,
wobei Schablone und Spulenaufnehmer zumindest in eine
radiale Richtung relativ zueinander bewegbar sind.
Durch die gemeinsame Drehbarkeit von Spulenaufnehmer
und Schablone mit der gleichen Drehzahl und in die
gleiche Richtung wird gewährleistet, daß sich die rela
tive Lage einer auf dem Spulenaufnehmer bereits befind
lichen Spulengruppe und der aktuell gewickelten Spulen
gruppe zueinander auch während des Wickelns nicht än
dert. Insbesondere wird gewährleistet, daß die Positio
nen, an denen die Paralleldrähte die jeweiligen Spulen
gruppen verlassen bzw. in sie eintreten, im gleichen
Abstand und in der gleichen räumlichen Beziehung zuein
ander verbleiben. Der Aufnehmerantrieb kann durch einen
Motor, eine Getriebeeinrichtung oder direkt durch die
Schablone gebildet sein. Dieser Antrieb kann gegebenen
falls auskuppelbar sein. Andererseits wird durch die
relative Bewegbarkeit von Schablone und Spulenaufnehmer
in zumindest eine radiale Richtung sichergestellt, daß
der Spulenaufnehmer so zur Schablone verbracht werden
kann, daß er die fertig gewickelte Spulengruppe aufneh
men kann. Er kann aber auch so weit wieder in die ent
gegengesetzte Richtung verfahren werden, daß er eine
Unwucht beim Rotieren relativ gering hält.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Schablone und der Spu
lenaufnehmer in einer ersten radialen Stellung relativ
zueinander eine gemeinsame Drehachse aufweisen und in
einer zweiten radialen Stellung Aufnahmeelemente des
Spulenaufnehmers mit der Schablone in Eingriff bringbar
sind. Die erste radiale Stellung ist also eine Wickel
stellung, in der sich Schablone und Spulenaufnehmer
gemeinsam drehen können. Die zweite Stellung ist die
Übergabestellung, in der die Spulengruppe von der Scha
blone auf den Spulenaufnehmer wechseln kann. Außerhalb
der Übergabestellung sind dann Schablone und Spulenauf
nehmer nicht in Eingriff miteinander.
Mit Vorteil verläuft die Drehachse etwa durch den Mas
senschwerpunkt des leeren Spulenaufnehmers beziehungs
weise bei beladenem Spulenaufnehmer durch den resultie
renden Massenschwerpunkt des Spulenaufnehmers und der
darauf befindlichen Spulengruppen. Hierdurch wird eine
Unwucht beim Drehen oder Rotieren des Spulenaufnehmers
weitgehend vermieden. Die Drehzahl kann hierdurch be
trächtlich gesteigert werden. Da sich der Spulenaufneh
mer und die Schablone gemeinsam drehen müssen, kann
hierdurch die Wickelgeschwindigkeit erhöht und die Zeit
zum Herstellen einer Spulengruppe drastisch vermindert
werden.
Bevorzugterweise sind die Schablone und/oder der Spu
lenaufnehmer in der zweiten Stellung axial zueinander
bewegbar. Dies ist eine relativ einfache Möglichkeit,
um Aufnahmeelemente des Spulenaufnehmers mit der Scha
blone in Eingriff zu bringen.
Auch ist von Vorteil, daß der Spulenaufnehmer und/oder
die Schablone auf je einem drehbaren Träger montiert
und radial zu diesem verschiebbar sind. Durch die Dreh
barkeit des Trägers wird die Drehbarkeit des Spulenauf
nehmers beziehungsweise der Schablone sichergestellt.
Durch die radiale Verschiebbarkeit des Spulenaufnehmers
beziehungsweise der Schablone zu ihrem Träger läßt
sich sicherstellen, daß der resultierende Massenschwer
punkt jeweils auf der Drehachse liegt.
Hierbei ist bevorzugterweise der Träger senkrecht zur
Drehachse bewegbar. Hierdurch läßt sich ein Wechsel von
Wickelposition und Übergabeposition relativ rasch er
zielen. Es reicht sogar aus, wenn der Träger in eine
einzige Richtung vorwärts und rückwärts bewegbar ist.
Die unterschiedlichen Wickelpositionen, in denen die
Spulengruppen angeordnet werden müssen, können dann
durch ein Verdrehen des Spulenaufnehmers erreicht wer
den.
Bevorzugterweise ist der Träger in mindestens zwei Po
sitionen festlegbar. Diese Positionen sind so gewählt,
daß sich in der einen Position der Spulenaufnehmer in
bezug auf die Schablone in der Wickelposition befindet,
während er sich im anderen Fall in der Übergabeposition
befindet.
Mit Vorteil sind die Aufnahmeelemente spannbar. Hier
durch lassen sich die Spulengruppen nach der Übergabe
von der Schablone auf den Spulenaufnehmer auf dem Spu
lenaufnehmer festlegen. Durch die Spannung wird die
Reibung zwischen Spulenaufnehmer und Spulengruppen er
höht. Die Gefahr, daß sich einzelne Spulen der Spulen
gruppen versehentlich vom Spulenaufnehmer lösen und zu
einer Verwirrung der Paralleldrähte führen, ist hier
durch vermindert.
Mit Vorteil sind die Aufnahmeelemente hierbei durch
Stäbe gebildet, von denen zumindest einige in Bezug zu
ihrer Aufnahmestellung neigbar sind. Da sich die Spu
lengruppen über eine gewisse Länge auf den Stäben ver
teilen, ist hierdurch die Spannbarkeit zumindest für
einen Teil der Spulen gewährleistet. Andererseits be
wirkt die Neigung der Stäbe, daß die einzelnen Spulen
gruppen nicht mehr von dem Spulenaufnehmer herunter
rutschen können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Spulenauf
nehmer relativ zur Schablone verdrehbar und in vorbe
stimmten Winkelstellungen festlegbar. Hierdurch lassen
sich auf einfache Art und Weise die einzelnen Spulen
gruppen in ihrer winkelmäßigen Zuordnung zueinander auf
dem Spulenaufnehmer festlegen, ohne daß der Spulenauf
nehmer im Raum mehrere unabhängige Bewegungen in ver
schiedene Richtungen durchführen müßte.
Vorteilhafterweise weist die Schablone eine Abstreif
vorrichtung auf. Wenn nun die Spulengruppen fertig ge
wickelt sind, erleichtert und beschleunigt die Ab
streifvorrichtung das Wechseln der Spulengruppen von
der Schablone auf den Spulenaufnehmer.
Hierzu weist die Schablone bevorzugterweise mehrere
Kammern auf, wobei jede Kammer mit einer über den ra
dialen Umfang der Kammer vorstehenden Haltefingerein
richtung versehen ist, die durch eine Bewegung der Ab
streifeinrichtung absenkbar ist. Die Haltefingerein
richtung, die im einfachsten Fall aus mehreren Halte
fingern bestehen kann, hält die einzelnen Spulen der
Spulengruppe in ihren jeweiligen Kammern fest. Die ein
zelnen Kammern können beispielsweise durch nebeneinan
der angeordnete Zylinderabschnitte mit unterschiedli
chen Durchmessern gebildet sein. Wenn nun die Abstreif
einrichtung in Aktion tritt, übt sie nicht nur eine
axial gerichtete Kraft auf die einzelnen Spulen aus,
sie senkt auch im Verlauf der Abstreiferbewegung, d. h.
kurz vor dem Abstreifen, die zur Fixierung der Spulen
in ihren Kammern dienenden Haltefinger ab, um so eine
ungestörte Bewegung der Spulen von der Schablone her
unter auf den Spulenaufnehmer hinauf zu ermöglichen.
Konstruktiv kann dies in einer bevorzugten Ausgestal
tung beispielsweise dadurch gelöst werden, daß die Hal
tefingereinrichtung in Kurvenbahnen einer Führungsein
richtung geführte Vorsprünge aufweist, wobei die Füh
rungseinrichtung durch die Abstreifeinrichtung bewegbar
ist.
Der Spulenaufnehmer kann als Übertragungswerkzeug oder
als Einziehwerkzeug ausgebildet sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus
führungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher
beschrieben. Hierin zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Schablone und
Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungs
form.
Fig. 1 zeigt eine Wickelvorrichtung 1 mit einem im we
sentlichen U-förmigen Gestell 10, an dessen linkem
Schenkel eine Schablone 12 und an dessen rechten Schen
kel 13 ein Spulenaufnehmer 14 gelagert ist. Die Scha
blone 12 ist im linken Schenkel 11 drehbar und axial
verschiebbar gelagert. Die Schablone 12 weist ferner
einen Abstreifer 16 auf.
Im Bereich der axialen Erstreckung der Schablone 12 ist
eine Verlegeeinheit 18 angeordnet, die mittels eines
Motors 20 entlang der Schablone 12 geführt werden kann,
so daß Paralleldrähte 19 aus nicht gezeigten Vorrats
tonnen oder -spulen über die Verlegeeinheit 18 auf die
Schablone 12 geführt werden können, wenn die Schablone
gedreht wird. Die Verlegeeinheit 18 ist hierbei in Um
fangsrichtung der Schablone ortsfest angeordnet, d. h.
bei einer Drehung der Schablone 12 werden die Parallel
drähte 19 aus der Verlegeeinheit 18 herausgezogen.
Die Schablone 12 selbst wird über einen weiteren Motor
22 angetrieben, der über ein im Gehäuse 10 geführtes
Gestänge 24 auch den Spulenaufnehmer 14 mit antreibt.
Die Übersetzung zwischen Motor 22 und Schablone 12 be
ziehungsweise zwischen Motor 22 und Spulenaufnehmer 14
ist so gewählt, daß sich der Spulenaufnehmer 14 mit der
gleichen Drehzahl und in die gleiche Richtung wie die
Schablone 12 dreht. Angedeutet ist eine Kupplungs
einrichtung 23, mit deren Hilfe die Wirkverbindung zwi
schen dem Motor 22 und dem Spulenaufnehmer 14 unterbro
chen werden kann. Es kann also auch die Schablone 12
angetrieben werden, ohne daß sich der Spulenaufnehmer
14 gleichzeitig drehen muß.
Der Spulenaufnehmer 14 weist zur Aufnahme von Spulen
gruppen eine Anzahl von Stäben auf, nämlich mittlere
Stäbe 26, die in einem runden Kranz angeordnet sind,
und äußere Stäbe 28, die in einzelnen Segmenten in Um
fangsrichtung verteilt angeordnet sind. Die äußeren
Stäbe 28 können mit ihrem vom Spulenaufnehmer 14 weg
weisenden Ende nach außen geneigt werden. Eine auf dem
Spulenaufnehmer 14 aufgenommene Spulengruppe wird da
durch gespannt und, wegen des größeren Abstandes der
Stäbe 28 von den Stäben 26 an ihrem äußeren Ende, daran
gehindert, vom Spulenaufnehmer 14 herunterzurutschen.
Der Spulenaufnehmer 14 ist auf einem Träger 15 angeord
net und gegenüber diesem relativ verschiebbar. Der Trä
ger 14 seinerseits ist auf einem Gestänge 17 nach oben
und nach unten verfahrbar und in zwei Positionen fest
legbar. In der dargestellten Position, der Wickelposi
tion, haben die Schablone 12 und der Spulenaufnehmer 14
die gleiche Drehachse, d. h. die Mittellängsachse 32 der
Schablone 12 fluchtet mit der Mittellängsachse 34 des
Spulenaufnehmers 14. Die Schablone 12 und der Spulen
aufnehmer 14 können sich gemeinsam drehen, ohne daß
eine Verbindung 21 zwischen der bereits fertig gewic
kelten und auf den Spulenaufnehmer 14 übertragenen Spu
lengruppe 30 und einer auf der Schablone 12 neu zu
wickelnden Spulengruppe durch die Bewegung der Schablo
ne 12 abreißen oder sich die Drähte dort verdrillen
können. Dadurch, daß sowohl die Schablone 12 als auch
der Spulenaufnehmer 14 um ihre Mittellängsachsen 32
beziehungsweise 34 gedreht werden, treten praktisch
keine Unwuchten auf beziehungsweise nur solche Unwuch
ten, die beherrschbar sind. Man kann also mit relativ
hohen Wickelgeschwindigkeiten fahren. Sollte es, bei
spielsweise aufgrund eines großen Spulengruppenge
wichts, doch zu merklichen Einflüssen der Spulengruppen
auf den Rundlauf des Spulenaufnehmers 14 kommen, so
kann man den Spulenaufnehmer 14 relativ zum Träger 15
so verschieben, daß sich der Massenschwerpunkt auf der
Drehachse 32 der Schablone 12 befindet. In diesem Fall
wird die Unwucht relativ gut ausgeglichen. Die Ver
schiebung zwischen dem Spulenaufnehmer 14 und dem Trä
ger 15 ist immer nur dann notwendig, wenn eine einsei
tige Unwucht existiert. Durch eine geschickte Vertei
lung der einzelnen Spulengruppen auf dem Spulenaufneh
mer 14 läßt sich das Entstehen der Unwuchten minimie
ren. So kann man beispielsweise um 180° auf dem Spulen
träger 14 versetzt angeordnete Spulengruppen unmittel
bar nacheinander wickeln. Eine größere Unwucht tritt
dann nur bei jeder zweiten Spulengruppe auf.
Wenn nun die Schablone 12 mit der nächsten Spulengruppe
bewickelt ist, fährt der Spulenaufnehmer 14 nach oben,
so daß die freien Stäbe 26, 28 mit der Schablone 12
fluchten. In dieser Stellung wird die Schablone 12 axi
al nach rechts verschoben. Der Spulenaufnehmer 14 kommt
damit in Eingriff mit der Schablone 12. Der Abstreifer
16 tritt in Aktion und streift die fertig gewickelte
Spule in einem Zug auf den Spulenaufnehmer 14. Es ist
auch möglich, mit dem Abstreifer 16 nur kurz hinter die
Stäbe 26, 28 des Spulenaufnehmers 14 zu fahren und die
Schablone 12 wieder nach links zurückzufahren, um die
Spulengruppe abzustreifen. Anschließend wird die Spu
lengruppe auf den Stäben durch Neigen der äußeren Stäbe
28 nach außen fixiert, und der Spulenaufnehmer 14 kann
wieder in die in Fig. 1 gezeigte Wickelstellung fahren.
In Fig. 1 ist ein Zustand gezeigt, in dem eine Spulen
gruppe 30 im Spulenaufnehmer 14 abgelegt und das Ende
21 der Wicklung an der Schablone 12 festgelegt ist, so
daß bei erneutem Anfahren der Schablone 12 der Spulen
aufnehmer 14 mitdrehen muß, damit die durch das Ende 21
gebildete Schaltverbindung nicht unterbrochen wird.
Ein Drehen des Spulenaufnehmers 14 ist dann nicht not
wendig, wenn noch keine Spulengruppe 30 in den Spulen
aufnehmer verbracht worden ist, weil dann keine
Schaltverbindung 21 gesichert werden muß.
Auf die gleiche Art und Weise können alle für eine Pha
se notwendigen Spulengruppen auf den Spulenaufnehmer 14
übertragen werden. Dies sind zum Beispiel bei einer
vierpoligen Maschine vier Spulengruppen pro Phase, die
jeweils um 90° in Umfangsrichtung versetzt im Spulen
aufnehmer 14 abgelegt werden. Der Spulenaufnehmer 14
wird dann zumindest nach der Aufnahme der ersten drei
Spulengruppen jeweils um 90° in bezug auf die Schablone
verdreht. Bei anderen Polzahlen ändern sich die Winkel
schritte entsprechend. Nachdem eine komplette Phase der
Wicklung in den Spulenaufnehmer 14 übertragen wurde,
schwenkt dieser um 180° aus dem Schablonenbereich her
aus. Gleichzeitig schwenkt ein neuer Spulenaufnehmer 14
in den Schablonenbereich ein. Der herausgeschwenkte
Spulenaufnehmer wird einem nicht näher dargestellten
Einziehwerkzeug zugeführt, und die Spulen können über
tragen werden.
In Fig. 2 ist eine Schablone 12 gezeigt, in der der
Abstreifer 16 geführt gehalten ist und eine Position
eingenommen hat, in der die Schablone 12 bewickelt wer
den kann. Die Schablone weist einzelne Kammern 36, 38,
40, 42, 44 auf, wobei jede dieser Kammern für eine Spu
le der Spulengruppe vorgesehen ist. Die einzelnen Spu
len sind dabei für unterschiedliche Schrittweiten vor
gesehen. Sind die einzelnen Kammern 36 bis 44 bewickelt
und hat die Schablone 12 die Übergabeposition zum Spu
lenaufnehmer 14 eingenommen, so kann der Abstreifer 16
aus einer Ruheposition 46 in eine Abstreifposition 48
verfahren werden. Hierbei entriegelt er zuerst über
eine in einer Führungseinrichtung 53 angeordnete Kur
venbahn 50 gesteuerte Haltefinger 52, die Vorsprünge 55
in den Kurvenbahnen 50 aufweisen und die im Ruhezustand
über den Umfang der einzelnen Kammern 36 bis 44 vorste
hen und die Spulen am Herunterrutschen aus den Kammern
heraus hindern, und streift anschließend die gesamte
Spulengruppe 30 in den Spulenaufnehmer 14. Beim Zurück
fahren des Abstreifers 16 werden die Haltefinger 52
wieder ausgefahren und bilden somit jeweils einen Ab
schluß für ihre Wickelkammer 36 bis 44 mit dem Vorteil,
daß beim erneuten Bewickeln die einzelnen Spulenwindun
gen in der Kammer besser gehalten und somit mehr Win
dungen aufgenommen werden können. Es ist bei diesem
Wickelprinzip nicht erforderlich, bei der kleinsten
Kammer 36 anzufangen. Es ist durchaus möglich, bei der
größten Kammer 44 anzufangen oder wahlweise, wenn es
erforderlich ist, nur bestimmte Kammern oder nur eine
Kammer zu bewickeln.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Wickel
vorrichtung 101, bei der gleiche Teile mit gleichen,
entsprechende Teile mit um 100 erhöhten Bezugszeichen
versehen sind.
Im Gegensatz zur Ausführungsform der Fig. 1 sind im
Beispiel der Fig. 3 die Schablone 12 und der Spulenauf
nehmer 114 nicht horizontal nebeneinander, sondern ver
tikal übereinander angeordnet. Hierbei ist die Schablo
ne 12 oberhalb des Spulenaufnehmers 114 angeordnet. Die
Übergabe der Spulengruppe von der Schablone 12 auf den
Spulenaufnehmer 114 wird dann nach dem Einfahren der
Haltefinger 52 durch die Schwerkraft unterstützt.
Während in der Ausführungsform nach Fig. 1 der Spulen
aufnehmer 14 als Übertragungswerkzeug ausgebildet war,
ist der Spulenaufnehmer 114 in der Ausführungsform nach
Fig. 3 als Einziehwerkzeug 54 ausgebildet, d. h. es sind
nur noch zwei Schritte notwendig, um die Spulengruppen
einer Phase in den Stator der elektrischen Maschine
einzuziehen, nämlich einmal die Übertragung der Spulen
gruppen von der Schablone 12 auf das Einziehwerkzeug 54
und zum andern der auf dem Einziehwerkzeug 54 fertigge
stellten Teil-Wicklung in die elektrische Maschine.
Weiterhin ist gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1
geändert, daß nicht mehr der Spulenaufnehmer 14, son
dern die Schablone 12 radial gegenüber ihrer Drehachse
verfahrbar ist, um aus einer Wickelposition, die in
Fig. 3 für die Schablone 12 dargestellt ist, in eine
Übergabeposition zu gelangen, die mit einer halben
Schablone 12′ links von der Schablone 12 angedeutet
ist. In dieser Übergabeposition steht die Schablone 12′
den Stäben 26, 28 gegenüber und kann mit diesen in Ein
griff gebracht werden, so daß in dieser Position eine
Übertragung der Spulengruppe von der Schablone 12 auf
den Spulenaufnehmer 114 problemlos möglich ist. Da der
Spulenaufnehmer 114 als Einziehwerkzeug 54 ausgebildet
ist, sind die mittleren Stäbe 26 als Einzieh- und Deck
streifenlamellen ausgebildet.
Ein Motor 56 ist zum Rotationsantrieb von Schablone 12
und Spulenaufnehmer 114 vorgesehen.
In Fig. 3 sind zwei Einziehwerkzeuge 54, 54′ darge
stellt, die auf einem gemeinsamen Träger 65 um eine
Drehachse 57 gedreht werden können. Während ein Ein
ziehwerkzeug 54 in eine Wickelstation 60 verbracht
wird, wird das andere Einziehwerkzeug 54′ in eine Ein
ziehstation 58 verbracht. Dort wird auf die Einziehla
mellen 26′ ein Stator 62 einer elektrischen Maschine
aufgesetzt. Gleichzeitig wird ein Flansch 64, an dem
Segmente der äußeren Stäbe 28 befestigt sind, abge
senkt, wodurch in bekannter Weise die Spulengruppen 30′
in den Stator 62 eingezogen werden können. Während des
Einziehens der Spulengruppen 30′, von denen aus Gründen
der Übersicht lediglich eine dargestellt ist, kann in
der Wickelstation 60 eine andere Wicklung beziehungs
weise Teilwicklung fertiggestellt werden. Wenn die bei
den Arbeitsschritte beendet worden sind, wird der Trä
ger 65 um 180° um die Achse 57 gedreht, so daß das Her
stellen einer neuen Wicklung beziehungsweise Teilwick
lung und das Einziehen dieser Teilwicklungen in den
Stator 62 praktisch ohne größere Unterbrechungen fort
gesetzt werden können.
Claims (23)
1. Verfahren zum Herstellen von Rotor- oder Stator
wicklungen elektrischer Maschinen mit mehreren Spulengruppen aus Paralleldräh
ten, bei dem Spulen einer Spulengruppe auf einer
Schablone durch Drehen der Schablone gewickelt und
die fertige Spulengruppe dann auf einen Spulenauf
nehmer übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß
der Spulenaufnehmer zumindest dann, wenn er eine
Spulengruppe aufgenommen hat, synchron mit der
Schablone gedreht wird, solange diese bewickelt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spulenaufnehmer und die Schablone zum Wic
keln der Spulengruppe in eine erste radiale Aus
richtung zueinander und zur Übergabe der Spulen
gruppe in eine zweite radiale Ausrichtung zueinan
der gebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in der ersten radialen Ausrichtung die Mittel
längsachsen von Schablone und Spulenträger auf ei
ner gemeinsamen Drehachse angeordnet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in der ersten radialen Ausrichtung die Mittel
längsachse der Schablone und der Massenschwerpunkt
des bewickelten Spulenaufnehmers zumindest
annähernd auf einer gemeinsamen Drehachse angeord
net sind.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Spulenaufnehmer zur Aufnahme der Spulen
gruppe relativ zur Schablone indexiert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spulengruppe bei nichtdre
hender Schablone und nichtdrehendem Spulenaufnehmer in einem Zug
von der Schablone auf den Spulenaufnehmer übertra
gen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer während des
Wickelns der ersten Spule nicht mitgedreht, sondern
in die zweite radiale Ausrichtung zur Schablone
verbracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer und die
Schablone zur Übergabe der Spulengruppe miteinander
in Eingriff gebracht werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß um 180° auf dem Spulenaufnehmer
auseinanderliegende Spulengruppen unmittelbar auf
einanderfolgend gewickelt werden.
10. Vorrichtung zum Herstellen von Rotor- oder Stator
wicklungen elektrischer Maschinen aus Paralleldräh
ten mit einer drehbaren Schablone, die einen Scha
blonenantrieb aufweist, einer in Umfangsrichtung
der Schablone ortsfesten Drahtführung und einem
Spulenaufnehmer, insbesondere zur Durchführung des
Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer (14,
114) drehbar gelagert ist und einen mit dem Scha
blonenantrieb (22, 56) synchronisierten Aufnehmer
antrieb (24) aufweist, wobei Schablone (12, 12′)
und Spulenaufnehmer (14, 114) zumindest in eine
radiale Richtung relativ zueinander bewegbar sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Schablone (12, 12′) und der Spulenauf
nehmer (14, 114) in einer ersten radialen Stellung
relativ zueinander eine gemeinsame Drehachse (32,
34) aufweisen und in einer zweiten radialen Stel
lung derart verschoben sind, daß Aufnahmeelemente (26, 28) des Spulenaufnehmers
(14, 114) mit der Schablone (12, 12′) in Eingriff
bringbar sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Drehachse etwa durch den Massenschwer
punkt des leeren Spulenaufnehmers beziehungsweise
bei beladenem Spulenaufnehmer durch den resultie
renden Massenschwerpunkt des Spulenaufnehmers (14)
und der darauf befindlichen Spulengruppe (30) ver
läuft.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Schablone (12) und/oder der
Spulenaufnehmer (14) in der zweiten Stellung axial
zueinander bewegbar sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer und/
oder die Schablone auf je einem drehbaren Träger
(15) montiert und radial zu diesem verschiebbar sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß der Träger (15) senkrecht zur Drehachse
(34) bewegbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß der Träger (15) in mindestens zwei Posi
tionen festlegbar ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeelemente (26,
28) spannbar sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß die Aufnahmeelemente (26, 28) durch Stäbe
gebildet sind, von denen zumindest einige in Bezug
zu ihrer Aufnahmestellung neigbar sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, da
durch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer (14,
114) relativ zur Schablone verdrehbar und in vorbe
stimmten Winkelstellungen festlegbar ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, da
durch gekennzeichnet, daß die Schablone (12) eine
Abstreifvorrichtung (16) aufweist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich
net, daß die Schablone (12) mehrere Kammern (36,
38, 40, 42, 44) aufweist, wobei jede Kammer mit
einer über den radialen Umfang der Kammer vorste
henden Haltefingereinrichtung (52) versehen ist,
die durch eine Bewegung der Abstreifvorrichtung
(16) absenkbar ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich
net, daß die Haltefingereinrichtung (52) in Kurven
bahnen (50) einer Führungseinrichtung (53) geführte
Vorsprünge (55) aufweist, wobei die Führungsein
richtung (53) durch die Abstreifvorrichtung (16)
bewegbar ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 22, da
durch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer (14,
114) als Übergabewerkzeug oder als Einziehwerkzeug
(54) ausgebildet ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4219374A DE4219374C2 (de) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Stator- oder Rotorwicklungen |
EP93109353A EP0574841A1 (de) | 1992-06-15 | 1993-06-11 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Stator- oder Rotorwicklungen elektrischer Maschinen aus Paralleldrähten |
US08/076,802 US5490318A (en) | 1992-06-15 | 1993-06-14 | Method for the manufacture of stator-or-rotor-windings for electrical machines from parallel-wires |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4219374A DE4219374C2 (de) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Stator- oder Rotorwicklungen |
Publications (2)
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---|---|
DE4219374A1 DE4219374A1 (de) | 1993-12-16 |
DE4219374C2 true DE4219374C2 (de) | 1995-04-06 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE4219374A Expired - Fee Related DE4219374C2 (de) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Stator- oder Rotorwicklungen |
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US3346021A (en) * | 1965-03-05 | 1967-10-10 | Albert I Ross | Apparatus for winding armature coils |
IT1101134B (it) * | 1978-11-24 | 1985-09-28 | Tekma Kincmat Spa | Dispositivo di alimentazione di un bipilare ad un guidafilo rotante di una macchina bobinatrice |
DE4123934C1 (de) * | 1991-07-19 | 1992-10-22 | Statomat Spezialmaschinen Gmbh, 6369 Niederdorfelden, De |
-
1992
- 1992-06-15 DE DE4219374A patent/DE4219374C2/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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DE4219374A1 (de) | 1993-12-16 |
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