DE565421C - Maschine zur gleichzeitigen Herstellung von aus Blech bestehenden Staender- und Laeuferkernen einer elektrischen Maschine - Google Patents

Description

Bei den bekannten Maschinen, durch die Kerne für elektrische Maschinen aus einem fortlaufenden Blechband unter Ausstanzen von Aussparungen und spulenförmigem Aufwickeln des Blechbandes, wobei die ausgestanzten Löcher Querkanäle zur Aufnahme der Befestigungsbolzen und die Wicklungselemente bilden, hergestellt werden, ist es bisher nicht möglich gewesen, gleichzeitig den Ständer- und Läuferkern für eine elektrische Maschine herzustellen.

Diese Schwierigkeiten werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt, bei der der Maschine ein Metallband zugeführt wird, dessen Breite der gesamten axialen Länge des Ständers und des Läufers oder der Läufer entspricht und bei der unmittelbar vor dem die Stanzung ausführenden Teil selbsttätig gesteuerte Messer angeordnet sind, die das Blechband in die erforderliche Anzahl Streifen von gewünschter Breite aufschneiden.

Die Zeichnungen zeigen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung mit der Wickelmaschine und dem Stanzwerk.

Abb. ι ist ein Schnitt in der Längsrichtung durch einen Kurzschlußmotor, der aus gewickelten Magnetkernen zusammengesetzt ist. Abb. 2 ist ein entsprechender Schnitt einer anderen Ausführungsform.

Abb. 3 ist ein Schnitt durch einen Kurzschlußmotor mit drei Ständern.

Abb. 4 zeigt schematisch ein Stanzwerk mit Aufwickelvorrichtung für Läufer oder Ständer.

Abb. 5 zeigt in größerem Maßstabe schematisch einen Schnitt durch das Getriebe in einem Stanzwerk, das gleichzeitig das Blechband für den Ständer und die beiden Läufer ausstanzen kann.

Abb. 6 zeigt völlig schematisch ohne Rücksicht auf Größenverhältnisse das ausgestanzte Blechband eines Ständers und zweier Läufer.

Abb. 7 ist eine entsprechende Zeichnung für eine Maschine, bei der der Ständer mit linsenförmigem Querschnitt und der Läufer mit entsprechender Form aufgewickelt ist.

In Abb. ι ist 1 der Ständer, der im Mantel 2 der elektrischen Maschine mittels Schenkel 3 festgehalten ist. Neben dem Ständer sind auf einer zentrisch angeordneten Welle 4 Läufer 5 und 6 angeordnet. Der Luftspalt zwischen diesen und dem Ständer 1 kann nach Wunsch durch Verschieben der Läufer auf der Welle in axialer Richtung eingestellt werden. Der Ständer dieser elektrischen Maschine besteht aus einem scheibenförmigen Zylinder, der, wie in Abb. 6 gezeigt, aus einem Blechband mit Ausstanzungen oder Aussparungen 8 gewickelt ist, die einen solchen Abstand voneinander haben, daß beim Aufwickeln des Bandes radiale Schlitze in den Ständern entstehen, die für die Aufnahme der Kupferwicklung 9 geeignet sind.

Zwischen jede Blechschicht wird eine Schicht Papier als Isolation eingeführt.

Die Läufer 5 und 6 der elektrischen Maschine werden durch Aufwickeln von Blechband 10 (Abb. 6) hergestellt. Dieses Band kann zweckmäßig aus magnetisierbarem Eisenblech mit ausgestanzten Löchern 11 in passendem Abstand bestehen, derart, daß das aufgewickelte Band radiale Aussparungen bildet, die zur Aufnähme von Kupferstangen 13 (Abb. 1) dienen die den inneren Ring 14 und den äußeren Ring 15 verbinden.

In Abb. 2 ist ein Schnitt durch eine andere Ausführungsform einer elektrischen Maschine gezeigt. Um die Kupfer- und Eisen Verluste des nicht gegen die Läufer gerichteten Ständerteiles zu begrenzen, erhält der Ständer linsenförmigen Querschnitt. Dies wird durch Aufwickeln des Ständers aus einem Metallband 18 (Abb. 7) erreicht, das anfangs schmal ist und bis zur Mitte eine gleichmäßige Steigung hat, worauf diese wieder abnimmt, bis es die anfängliche Breite erhält. Das Band wird in gleicher Weise, wie oben erwähnt, mit Ausstanzungen 19 (Abb. 7) versehen, die zur Aufnahme der Kupferwicklung dienen. Beim Aufwickeln dieses Bandes erhält der innere und äußere Teil des Ständers einen schmaleren Querschnitt als der mittlere. Die Läufer werden in derselben Weise, wie früher erwähnt, aus Band gewickelt, das'die bei 20 in Abb. 7 gezeigte Form hat und wie oben mit Löchern 21 zur Aufnahme elektrischer Leiter versehen ist. Durch Aufwickeln der Läufer erhalten diese einen konkaven Querschnitt, der dem linsenförmigen Querschnitt des Ständers genau entspricht. Hierdurch wird erreicht, daß ein größerer Teil des Kupfers direkt zur Arbeit der elektrischen Maschine dient, wodurch die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine erhöht wird.

Diese elektrische Maschine besteht deshalb aus einem linsenförmigen Ständer 22, der mittels Schenkel 24 in dem Gehäuse des Motors festgeklemmt wird. Der Ständer ist mit Kupferwicklung 25 versehen. Auf beiden Seiten des Ständers sind Läufer 26 und 27 angeordnet, die einen auswendigen und einen inwendigen Kupf erring 28 bzw. 29 haben und mit Leitungsstangen 30 verbunden sind. Die Läufer sind an der Welle 31 durch Naben 32 befestigt.

Wie Abb. 3 zeigt, kann man gemäß der Erfindung aus derartigen Ständern und Läufern eine beliebige Anzahl Läufer mit einer entsprechenden Anzahl Ständer zusammensetzen. Hierdurch erhält man Maschinen größerer Leistung.

In Abb. 3 besteht die elektrische Maschine

aus ringgewickelten Ständern 33, 34 und 35 mit Kupferspulen 36. Zwischen den Ständern und auf jeder Seite derselben sind Läufer 37, 38, 39 und 40 angeordnet. Die Läufer an den Stirnseiten der elektrischen Maschine entsprechen den Läufern, die in Verbindung mit Abb. 1 beschrieben sind. Die zwei mittleren Läufer sind mit zwei Satz Leitern 41, 42 versehen. Die Ständer und Läufer dieser elektrischen Maschine können selbstverständlich auch so, wie in Verbindung mit Abb. 2 beschrieben, hergestellt werden,

Abb. 4 zeigt einen schematischen Aufriß einer mit einem Stanzwerk vereinigten Aufwickelvorrichtung zur Herstellung des Magnetkernes. Damit die Ausstanzungen des Bleches, wenn es aufgewickelt ist, genau übereinanderfallen, ist es notwendig, den Abstand zwischen den Ausstanzungen in einem bestimmten Verhältnis zu dem Durchmesser der Aufwicklung zu bringen. Dies wird in folgender Weise erreicht:

Ein auf einer Spule 54 aufgewickeltes Blechband wird durch ein Stanzwerk 55 und über entsprechende Führungsrollen 56 zu einer Aufwickelvorrichtung 57 geführt. Das Stanzwerk und die Aufwickelvorrichtung werden von einer gemeinsamen Welle 58 durch Zahnradgetriebe angetrieben. Die Welle 58 wird durch einen Elektromotor oder in anderer Weise, z. B. mittels einer Riemenscheibe 59, getrieben.

Auf der Welle ist ein Exzenter 60 angeordnet, das mittels einer Exzenterstange 61 und eines Stanzwerkes 62 in Verbindung steht, das in einer Führung 63 gleiten kann. Bei der Umdrehung der Welle wird diese Stanze in bestimmten Zeitzwischenräumen in dem Metallband 64 Löcher ausstanzen. Die Aufwickelvorrichtung besteht aus kegelförmigen Zahnrädern 65, 66, zwei nicht gezeigten kegelförmigen Zahnrädern und einem Zahnrad 67 in Verbindung mit der eigentlichen Aufwickelvorrichtung 57. Diese ist auf einem Zapfen 68, der an einem Arm 77 befestigt ist, gelagert. Der Arm 77 ist am oberen Ende an der Welle 69 des Zahnrades 67 schwingbar befestigt. Eine Feder 70 drückt das untere Ende des Armes gegen eine Exzenterscheibe 71, die sich um eine Achse 72 dreht, auf der ein Schnekkenrad 73 in Eingriff mit einer Schneckenschraube 74 steht; diese sitzt auf einer Welle, die ein kegelförmiges Zahnrad 75 trägt, das mit einem auf der genannten Treibwelle 58 sitzenden kegelförmigen Zahnrad 76 in Verbindung steht.

Wenn z. B. ein Läufer auf der Wickelvor- χ richtung 57 gewickelt werden soll, wird die Kammscheibe 71 derart eingestellt, daß der Arm 77 gegen den Teil derselben anliegt, dsr auf der Zeichnung mit einem Kreuz 78 be- ;eichnet ist, d. h. das untere Ende des Armes ¹Jj befindet sich in dem geringsten Abstand von der Welle 72. Das Ausstanzen findet dann in einem bestimmten Verhältnis zu der Umdrehung der Wickelvorrichtung 57 statt, und e nachdem mehr und mehr Band auf die Spule 79 aufgewickelt ist, steigt die Geschwindigkeit des Bandes und folglich auch der lineare

Abstand zwischen den Ausstanzungen im Bande. Zwischen jede Schicht der Wicklung wird von einer Papierrolle 80 ein Papierstreifen 81 eingeführt, der als Isolation zwischen den Schichten dient. Da die Ausstanzungen in einem gegebenen Abstand von der Aufwicklung stattfinden, entsteht ein kleiner Fehler. Die Geschwindigkeit einer Stelle des Bandes am Stanzwerk ist nämlich etwas kleiner als die Geschwindigkeit der gleichen Stelle, sobald dieselbe an den Umfang der Spule 79 gelangt ist. Um diesen Fehler zu berichtigen, ist die Wickelvorrichtung 57 auf dem schwingbaren Arm 77 aufgehängt, dessen Abstand von dem Stanzwerkzeug 62 mit zunehmendem Durchmesser der Wicklung der Spule 57 mit einer Geschwindigkeit vergrößert wird, die der Zunahme der Bandgeschwindigkeit am Umfang der Spule entspricht. Dadurch erreicht man, daß die Ausstanzungen genau radial übereinanderliegen, so daß die fertige Spule mit radialen, zur Aufnahme der Leiter dienenden Kanälen versehen ist. Ein Läufer kann in dieser Weise in außerordentlich kurzer Zeit und mit außergewöhnlich geringen Unkosten hergestellt werden.

Zur Herstellung von Metallband 18 und 20 (Abb. 7) für Ständer mit linsenförmigem Querschnitt nebst den entsprechenden Läufern kann das Stanzwerk z. B. in Verbindung mit selbsttätiger Aufschneidung eines Bandes angeordnet werden, dessen Breite der gesamten Breite der Läufer und Ständer entspricht. Zweckmäßig wird es deshalb sein, einen vollständigen Satz gleichzeitig zu wickeln·. Das Band, dessen Breite der gesamten Breite von zwei Läufern und einem Ständer entspricht, kann, wie in Verbindung mit Abb. 4 beschrieben, auf einer Spule 54 aufgewickelt sein und in entsprechender Weise durch ein Stanzwerk geführt und auf eine Wickelvorrichtung 57 aufgewickelt werden. Vor dem Stanzen teilen Messer 117 das' Band für Läufer und Ständer auf. Damit hierbei die Breite des Ständerbleches und der Läuferbleche entsprechend ab- und zunimmt, werden die Messer 117 (Abb. 4) zwangsläufig geführt. Die Messer stehen mittels Zahnradoder Schraubenauswechslung mit einer Treibwelle in Verbindung, derart, daß die gewöhnliehe Breite der Bleche bewerkstelligt wird. Das Band wird darauf durch ein Stanzwerk geführt, z. B. wie schematisch in Abb. 5 gezeigt. DieSes besteht aus zwei Stanzrahmen 82, S3, die in Führungen auf einem gemeinsamen Unterteil 84 gleitbar angeordnet sind. Diese Rahmen sind gegenseitig durch Mitnehmer mit einer rechts- und linksgängigen Schraube 85 verbunden, die mit einem Schneckenrade 86 und einer auf einer Treibwelle 88 sitzenden Schneckenschraube 87 in Verbindung steht. Diese Verbindung kann durch ein Kegelrad 89 geschehen, das entweder mit einem Kegelrad 90 oder einem anderen Kegelrad 91, die auf der Welle 125 verschiebbar sind, in Eingriff stehen kann. Beim Ausstanzen der Bänder steht das Kegelrad 89 entweder mit dem Zahnrad 90 oder 91 in Eingriff, so daß die Stanzrahmen 82 und 83 mit genau derselben Geschwindigkeit, mit der das Aufschneiden der Bänder stattfindet, entweder voneinander entfernt oder genähert werden. Wenn die Wicklung halb ausgeführt ist, wird das Kegelrad 90 aus- und das Zahnrad 91 eingeschaltet unter Zusammenwirkung eines belasteten Schaltarmes 118, der bei 119 schwingbar befestigt ist und welcher in seiner einen Stellung gegen einen Zapfen 120 auf der Muffe zwischen den Kegelrädern 91-90 ~ und in seiner anderen Stellung gegen einen Zapfen 121 auf derselben Muffe anliegt. Wenn sich die Welle 88 dreht, wird eine mit Gewinde versehene, auf dieser Welle angeordnete Muffe 122 nach oben bzw. nach unten geführt werden und mit den nach unten gehenden Verlängerungen 123-124 des Schaltarmes 118 in Eingriff kommen und bewirken, daß dieser um den Punkt 119 schwingt und die Muffe mit Kegelrädern 90-91 von der einen nach der anderen Seite drückt, so daß die rechts- und linksgängige Schraube 85 in entgegengesetzter Richtung gedreht wird. Die Stanzrahmen 82 und 83 gu werden dann in entgegengesetzter Richtung geführt, und das Ständerband nimmt an Weite ab. Jedes einzelne Stanzwerk hat Stanzwerkzeuge 92 und 93, die mit Unterlage 94 und 95 zusammenpassen. Die Teile 92 und 94 dienen zum Ausstanzen der Aussparungen im Läuferband, die Teile 93 und 95 zum Ausstanzen derjenigen des Ständers. Die Stanzwerkzeuge 92 sind mittels Exzenterstangen 96, 97 mit Exzentern 98, 99 verbunden, die auf Wellen 100 und 101 befestigt sind. Die Wellen 100 und 101 sind mittels passender, auswechselbarer Zahnräder 102 mit der Welle 104 verbunden. Die Stanzwerkzeuge 93 sind mittels Exzenterstangen 105, 106 mit den Exzentern 107, 108 verbunden, die auf der Welle 104 befestigt sind. Die Welle 104 hat Zahnräder 109, 110, die mit Zahntrommeln in, 112 in Eingriff stehen, welche auf der Welle 125 befestigt sind und mittels Kegelräder 113, 114 und Zahnräder 115 und 116 mit der Treibwelle 58 (Abb. 5 und 4) in Verbindung stehen. Die verschiedenen Zahnradsätze können selbstverständlich nach Wunsch ausgewechselt werden, derart, daß die Ausstanzungen des Ständerbandes mit den Ausstanzungen des Läuferbandes absolut nicht im Takt vorgenommen zu werden brauchen. Bei dieser Maschine wird also beim Aufwickeln des Ständers und der Läufer gleichzeitig das Band aufgeschnitten und das Stanzwerk in Gang gesetzt. Die ganze Herstellung des Magnetkernes des Motors wird somit selbst-

tätig gemacht. Da der Ständer und die Läufer aus demselben Band ausgeschnitten sind, entspricht ihre Form einander genau, so daß der Luftspalt zwischen dem Ständer und den Läufern beliebig genau eingestellt werden kann. Ein Stanzwerk, wie oben beschrieben, kann auch zur Herstellung von zwei Läufern und einem Ständer mit rechtwinklig zur Läuferachse verlaufenden Stirnseiten benutzt werden, ίο In diesem Fall wird die Vorrichtung für den Vorschub der Stanzrahmen 82, 83 und die Messer 117 ausgeschaltet.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Maschine zur gleichzeitigen Herstellung von aus Blech bestehenden Ständer- und Läuferkernen einer elektrischen Maschine durch Ausstanzen von Aussparungen und spulenförmiges Aufwickeln des Blechmaterials unter Bildung von Ouerkanälen durch die ausgestanzten Löcher zur Aufnahme der Befestigungsbolzen und Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschine ein Metallband zugeführt wird, dessen Breite der gesamten axialen Länge des Ständers und des Läufers oder der Läufer entspricht, und daß unmittelbar vor der Stanzmaschine selbsttätig gesteuerte Messer vorgesehen sind, die das Band in die gewünschte Anzahl Teile von gewünschter Breite aufschneiden.
2. 2. Maschine zur gleichzeitigen Herstellung von aus Band gewickelten Ständern und Läufern mit einander angepaßten, gewölbten Stirnflächen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung der Messer (117) während des Betriebes selbsttätig in zwangsläufiger Abhängigkeit von der Stellung der Aufwickelspulen derart veränderlich ist, daß eine stetige Änderung der Breite der Teilstreifen herbeigeführt wird.
3. 3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzwerkzeuge in der Querrichtung durch Führungsmuttern und eine Schraube (85), deren Umdrehung mit der Treibwelle der Stanzwerkzeuge in zwangsläufiger Verbindung steht, einstellbar angeordnet sind.
4. 4. Elektrische Maschine mit aus Band mit Aussparungen gewickeltem Ständer und Läufer, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer in axialem Querschnitt auf jeder Weite der Drehungsachse linsenförmig ist und daß der Teil des Läufers oder der Läufer, der gegen den Ständer gerichtet ist, eine entsprechende konkave Form hat.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen