DE4219594A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Stator-oder Rotorwicklungen elektrischer Maschinen aus Paralleldrähten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Stator- oder Rotorwicklungen elektrischer Maschinen aus Paralleldrähten, bei dem Spulen einer Spulengruppe auf einer Schablone durch Drehen der Schablone unter Abzie­ hen der Paralleldrähte aus einer in Umfangsrichtung der Schablone ortsfesten Zuführeinrichtung gewickelt und die fertige Spulengruppe dann auf einen Spulenaufnehmer übertragen wird und eine Vorrichtung zum Herstellen von Stator- oder Rotorwicklungen elektrischer Maschinen aus Paralleldrähten mit einer drehbaren Schablone, die ei­ nen Schablonenantrieb aufweist, einer in Umfangsrich­ tung der Schablone ortsfesten Drahtführung und einem Spulenaufnehmer, insbesondere zur Durchführung des Ver­ fahrens.

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 Rotor- oder Statornuten 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 auf zuwickeln, 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 vierpoligen Motor viermal der beschriebene Vorgang wiederholt. Hierbei entsteht der Nachteil, daß wiederholte gleich­ artige Übertragungsschritte notwendig sind, die relativ zeitaufwendig sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der Wick­ lungen elektrischer Maschinen schnell und zuverlässig hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß nacheinander mehrere Spulengruppen auf den Spulenaufnehmer übertragen wer­ den, wobei der Spulenaufnehmer für jede Spulengruppe in eine andere Drehwinkelstellung in Bezug zur Schablone verbracht wird.

Im Gegensatz zu bisher bekannten Verfahren wird also nicht jede Spulengruppe getrennt für sich in den Stator oder den Rotor der elektrischen Maschine eingezogen, sondern es kann eine komplette Phase auf den Spulenauf­ nehmer bereitgestellt und dann mit einemmal in den Sta­ tor oder den Rotor eingeführt werden. Dies hat neben dem Vorteil der Ersparnis von Übertragungsschritten auch den Vorteil, daß die einzelnen Spulengruppen be­ reits auf dem Spulenaufnehmer miteinander verschaltet werden können. Auf dem Spulenaufnehmer steht in der Regel mehr Platz für die Handhabung der Spulenanschlüs­ se zur Verfügung. Die Drehwinkelstellungen können be­ vorzugterweise durch Indexierung, also Verdrehen um vorbestimmte Winkelbeträge, eingestellt werden.

Bevorzugterweise wird der Spulenaufnehmer während des Wickelns der Spulengruppe in seine entsprechende Über­ gabeposition verfahren. Auch hierdurch wird Zeit ein­ gespart.

Auch ist bevorzugt, daß die Spulengruppen jeweils in einem Zug von der Schablone auf den Spulenaufnehmer übertragen werden. Wenn die Spulen in Bewegung sind, muß nur noch Gleitreibung und keine Haftreibung mehr überwunden werden. Die Bewegung in einem Zug ist daher nicht nur zeitsparend, sondern auch steuerungstechnisch und energetisch vorteilhaft. Zur Unterstützung kann die Schablone entspannt werden.

Mit Vorteil wird der Spulenaufnehmer zumindest dann, wenn er eine Spulengruppe aufgenommen hat, synchron mit der Schablone gedreht, solange diese bewickelt wird. Es ist in diesem Fall nicht mehr notwendig, die Parallel­ drähte zwischen den einzelnen Spulengruppen zu durch­ trennen. Vielmehr wird durch die gemeinsame Drehung des Spulenaufnehmers mit der Schablone gewährleistet, daß der räumliche Abstand zwischen zwei elektrisch hinter­ einander geschalteten Spulengruppen nicht größer werden kann, als es die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Spulengruppen zuläßt. Die relative Zuordnung der fertig gewickelten Spulengruppe und der neu zu wickelnden beziehungsweise aktuell gewickelten Spulen­ gruppe bleibt erhalten. Da nun keine Verbindungen der Spulengruppen von Hand mehr hergestellt werden müssen, läßt sich hierdurch eine beträchtliche Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit erzielen. Die von Spulen­ gruppe zu Spulengruppe geführten Paralleldrähte werden also weder miteinander verdrillt noch durch eine beim Wickelvorgang möglicherweise sich vergrößernde Entfer­ nung der beiden Spulengruppen in unzulässiger Weise überdehnt oder auseinandergerissen. Die fertige Phase kann dann mit einem einzigen Einziehvorgang in den Ro­ tor oder den Stator eingeführt werden. Die Verschaltun­ gen der einzelnen Spulengruppen sind dann bereits vor­ handen. Fehler, die beim Verbinden der einzelnen Spu­ lengruppen von Hand entstehen könnten, werden mit hoher Zuverlässigkeit ausgeschaltet. Auch sind derartige Wicklungen im Betrieb zuverlässiger, da sich keine Ver­ bindungen 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 sitionen, 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 kombinieren Systems Spulenaufnehmer mit Spulengruppen auf der Drehachse liegt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Spulenauf­ nehmer nur während des Wickelns der ersten Spule nicht mitgedreht, sondern in die zweite radiale Ausrichtung zur Schablone verbracht. Beim Wickeln der ersten Spu­ lengruppe besteht noch keine Gefahr, daß die Parallel­ drähte, die die Verbindung zu einer anderen Spulengrup­ pe einer Phase herstellen sollen, durch eine Relativbe­ wegung zwischen Spulenaufnehmer und Schablone abgeris­ sen oder verdrillt werden. Man kann sich dies zunutze machen, um den Spulenaufnehmer bereits in die Übergabe­ position 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 gendend 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 auch durch eine Vorrichtung der ein­ gangs genannten Art gelöst, bei der der Spulenaufnehmer relativ zur Schablone in vorbestimmte Übergabewinkel­ stellungen verbringbar ist und einen Aufnahmeraum für alle oder zumindest mehrere Spulengruppen einer Wick­ lung oder Teil-Wicklung aufweist.

In jeder Winkelstellung kann der Spulenaufnehmer die zu dieser Winkelstellung gehörenden Spulengruppe aufneh­ men. Da ausreichend Platz für alle Spulengruppen einer Wicklung oder einer Teil-Wicklung, d. h. eines Pols, zur Verfügung stehen, kann unter Ersparnis einer Vielzahl von Übergabevorgängen in die Maschine der Pol bezie­ hungsweise die Wicklung vollständig vorgefertigt wer­ den.

Hierbei ist bevorzugt, daß der Spulenaufnehmer drehbar gelagert ist und einen mit dem Schablonenantrieb syn­ chronisierten Aufnehmerantrieb aufweist, wobei Schablo­ ne und Spulenaufnehmer zumindest in eine radiale Rich­ tung relativ zueinander bewegbar sind. Diese Drehbar­ keit des Spulenaufnehmers synchron mit der Schablone ist zusätzlich zu den Indexierungen, d. h. Verbringbar­ keit des Spulenaufnehmers relativ zur Schablone vorge­ sehen. Während die Verbringbarkeit in verschiedene Übergabewinkelstellungen dazu dient, die einzelnen Spu­ lengruppen relativ zueinander richtig auf dem Spulen­ aufnehmer zu positionieren, dient die Drehbarkeit des Spulenaufnehmers synchron mit der Schablone dazu, die relative Lage der letzten fertig gewickelten Spulen­ gruppe zur aktuell gewickelten Spulengruppe beizubehal­ ten, um die Paralleldrähte, die die beiden Spulengrup­ pen miteinander verbinden, nicht zu verdrillen oder abzureißen. Andererseits wird durch die relative Beweg­ barkeit von Schablone und Spulenaufnehmer in zumindest eine radiale Richtung sichergestellt, daß der Spu­ lenaufnehmer so zur Schablone verbracht werden kann, daß er die fertig gewickelte Spulengruppe aufnehmen kann. Er kann aber auch so weit wieder in die entgegen­ gesetzte Richtung verfahren werden, daß er eine Unwucht beim Rotieren relativ gering hält. Der Aufnehmerantrieb kann durch einen Motor, ein Getriebe oder direkt durch die Schablone gebildet sein. Dieser Antrieb kann gege­ benenfalls auskuppelbar sein.

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 zur 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 herunterrut­ schen können.

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 zeigen:

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 Schablone 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 schnell 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 1800 auf dem Spulen­ träger 14 versetzt angeordnete Spulengruppen unmittel­ bar nacheinander wickeln. Eine größere Unwucht tritt dann nur bei jeder zweiten Spulengruppe auf.

Die gemeinsame Drehbarkeit von Schablone 12 und Spulen­ träger 14 ist natürlich nur dann notwendig, wenn die einzelnen Spulengruppen untereinander verbunden bleiben sollen. Wenn die Verbindungen 21 auch unterbrochen wer­ den können, kann der Spulenträger 14 auch stillstehen bleiben, während die Schablone 12 zum Wickeln der Spu­ lengruppen gedreht wird.

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 auch dann nicht notwendig, wenn noch keine Spulengruppe 30 in den Spu­ lenaufnehmer 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 so mit 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 55 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 55 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 (24)

1. Verfahren zum Herstellen von Rotor- oder Stator­ wicklungen elektrischer Maschinen aus Paralleldräh­ ten, bei dem Spulen einer Spulengruppe auf einer Schablone durch Drehen der Schablone unter Abziehen der Paralleldrähte aus einer in Umfangsrichtung der Schablone ortsfesten Zuführeinrichtung gewickelt und die fertige Spulengruppe dann auf einen Spulen­ aufnehmer übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander mehrere Spulengruppen auf den Spu­ lenaufnehmer übertragen werden, wobei der Spulen­ aufnehmer für jede Spulengruppe in eine andere Drehwinkelstellung in Bezug zur Schablone verbracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer während des Wickelns der Spulengruppe in seine entsprechende Übergabgeposi­ tion verfahren wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spulengruppen jeweils in einem Zug von der Schablone auf den Spulenaufnehmer über­ tragen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer zumindest dann, wenn er eine Spulengruppe aufgenommen hat, synchron mit der Schablone gedreht wird, solange diese bewickelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer und die Schablone zum Wickeln der Spulengruppe in eine er­ ste radiale Ausrichtung zueinander und zur Übergabe der Spulengruppe in eine zweite radiale Ausrichtung zueinander gebracht werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten radialen Ausrichtung die Mittel­ längsachsen von Schablone und Spulenträger auf ei­ ner gemeinsamen Drehachse angeordnet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, 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.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer nur während des Wickelns der ersten Spule nicht mitgedreht, sondern in die zweite radiale Ausrichtung zur Scha­ blone verbracht wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer und die Schablone zur Übergabe der Spulengruppe miteinander in Eingriff gebracht werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß um 180° auf dem Spulenaufnehmer auseinanderliegende Spulengruppen unmittelbar auf­ einanderfolgend gewickelt werden.

11. 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 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer (14, 114) relativ zur Schablone (12, 12′) in vorbestimm­ te Übergabewinkelstellungen verbringbar ist und einen Aufnahmeraum für alle oder zumindest mehrere Spulengruppen (30) einer Wicklung aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß der Spulenaufnehmer (14, 114) drehbar gelagert ist und einen mit dem Schablonenantrieb (22, 56) synchronisierbaren Aufnehmerantrieb (24) aufweist, wobei Schablone (12, 12′) und Spulenauf­ nehmer (14, 114) zumindest in eine radiale Richtung relativ zueinander bewegbar sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, 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 Aufnahmeelemente (26, 28) des Spulenaufnehmers (14, 114) mit der Schablone (12, 12′) in Eingriff bringbar sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, 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.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schablone (12) und/oder der Spulenaufnehmer (14) in der zweiten Stellung axial zueinander bewegbar sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer und/- oder die Schablone auf je einem drehbaren Träger (15) montiert und radial zu diesem verschiebbar sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß der Träger (15) senkrecht zur Drehachse (34) bewegbar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß der Träger (15) in mindestens zwei Posi­ tionen festlegbar.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeelemente (26, 28) spannbar sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufnahmeelemente (26, 28) durch Stäbe gebildet sind, von denen zumindest einige in Bezug zu ihrer Aufnahmestellung neigbar sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schablone (12) eine Abstreifvorrichtung (16) aufweist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, 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 Abstreifeinrichtung (16) absenkbar ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, 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 Abstreifeinrichtung (16) bewegbar ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich­ net, daß der Spulenaufnehmer (14, 114) als Überga­ bewerkzeug oder als Einziehwerkzeug (54) ausgebil­ det ist.